• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1996.11a
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• pp.201-206
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• 1996

추진제 연소 기체의 연기도(degree of smoke)의 정량적 측정을 위하여 설계, 제작된 Smoke Chamber를 이용하여, 고체 추진제의 연소 기체에 대한 연기도의 측정 기법을 확립하였으며, 몇가지 유연성 및 무연성 혼합형 고체 추진제 조성들과 복기형 추진제의 연소 기체에 대하여 온·습도 조건의 변화에 따라 연기도를 측정하여 결과를 종합, 분석하였다. 그 결과, Smoke Chamber장비를 이용한 측정을 통하여 추진제 연소 기체중의 연기 생성도를 정량화 함으로써, 기후 조건과 추진제 조성에 따른 연기도의 차이를 구분할 수 있었으며, 일차 연기(primary smoke)와 이차연기(secondary smoke)의 생성 조건 및 이들의 분리 측정이 가능하다는 결론을 얻었다. 측정 파장 영역에 대한 확장을 통하여 측정 범위룰 보완한다면, Smoke Chamber System은 향후 고체 추진제의 연소 기체의 연기 특성의 파악 및 로켓 모터 plume 연구의 기초 자료 획득에 유용하게 이용될 수 있다고 판단된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.25-25
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• 2000

가스발생기와 같이 로켓모터에서 추력이 아닌 기체압 형태의 에너지를 일정한 시간동안 얻고자 하는 경우, 로켓모터의 크기 및 추진제 충전율을 고려하여 그레인 형태를 단면 연소형으로 선택할 수 있다. 단면 연소형 그레인을 가진 로켓모터는 그레인의 연소시, 일찍 연소된 부분의 라이너가 추진제 연소 화염에 노출되면서 표면부터 서서히 분해가 진행되며, 분해물질의 일부는 추진제에 포함된 산화제 성분에 의해 산화되어 기체화 될 수 있다. 산화제 성분이 충분치 않은 경우에는 고체 입자 형태로 추진제 연소 기체와 함께 배출되며, 이는 일차연기(primary smoke)의 일종으로 볼 수 있다. 가스 발생기에서 얻고자 하는 기체는 고체 입자가 포함되지 않은 깨끗한 기체형태인 경우가 대부분이며, 따라서, 무연 라이너 및 내열재의 연구가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.10-11
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• 1997

고체 추진제를 사용하는 추진 시스템을 개발하는데 가장 커다란 문제로 인식되고 있는 것은 추진제의 연소 특성을 이해하는 일이다. 그 중에서도 연소실의 압력 진동과 추진제 벽면으로 흡수되는 복사 열전달에 의한 연소율(burning rate)의 변화로 인하여 발생하는 연소 불안정에 대한 이해는 아직도 완전히 규명되지 않고 있다. 고체 추진제의 연소 불안정에 대한 이론적 해석은 준-정상 1차원 해석(Quasi-Steady Homogeneous One-Dimension) 방법에 의하여 단순화된 지배방정식을 해석하는 것이 일반적으로 잘 알려져 있는 방법이다. 이 가정은 고체 추진제가 연수되는 영역을 두께가 매우 얇은 영역의 표면반응영역(surface reaction layer)과 화학반응이 없는 응축상태영역(condensed phase zone) 그리고 기체상태의 연료와 화염이 존재하는 기체상태영역(gas phase zone) 등의 3영역으로 구분하며, 기체상태영역에서 발생하는 교란에 대한 응축상태영역의 반응시간 크기(response time scale)가 매우 크기 때문에 응축상태영역의 반응은 준 정상적으로 일어난다고 가정하는 것이다.그러나, 연소실의 온도가 $3000^{\circ}K$ 정도의 높은 온도이어서 복사 열전달에 의한 고체 추진제의 가열이 중요한 열전달 방법으로 작용하게 되므로 이를 무시한 이론적 해석은 물리적인 중요성이 약하여질 수밖에 없다. 본 연구에서는 기체영역으로부터 전달되는 복사 열전달은 투명(transparent)한 표면반응영역을 통과하여 응축상태영역에서 모두 흡수되며 추진제 표면에서의 복사열방출(emission)을 고려하였다. 또한 연소불안정 현상을 해석하기 위하여 표면반응영역에서의 경계조건은 선형교란량으로 대치하는 Zn(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 사용하였다. 이 방법은 기체상태영역에 대한 구체적인 해석없이도 연소불안정 현상을 해석할 수 있는 장점이 잇다. 즉 응축상태영역에서의 연소율과 표면온도는 각각 기체영역으로부터 전달되는 온도구배와 연소압력, 그리고 복사 열전달의 함수관계이므로 선형교란에 의한 추진제표면에서의 교란경계조건을 얻을 수 잇으며, 응축영역의 교란지배방정식과 함께 사용하여 압력교란과 복사 열전달의 교란에 대한 연소율의 교란 증감 여부를 판단하여 연소 불안정 현상을 해석할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2003.10a
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• pp.196-201
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• 2003

대부분의 고체와 액체의 연소는 고체의 열분해에 의해 생성되는 가연성 기체나 액체의 증발에 의한 가연성증기가 공기중에 확산되는 형태의 확산연소이다. 이런 확산 연소에서 연소속도를 지배하는 요소는 연료와 산화제의 확산속도이며 고체와 액체 연료의 경우 기체상태의 열분해 생성물이나 증기의 생성속도가 연소속도에 영향을 미치는 요소가 된다. 이러한 형태의 연소에서 연료와 산화제의 공급상태에 따라 발열량 및 화염의 형태 등이 영향을 받게 된다. 화재에서 화재의 확대에 영향을 미치는 요소들 중에 화염의 높이와 복사열 에너지 등이 있다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.1022-1032
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• 1990

본 연구에서는 기체연료 연소시 산소부화연소의 적용에 대한 연구를 시작하는 단계에서 상용 프로판을 산소부화연소 시킴으로써 첨가된 산소에 의한 반응시간의 단 축과 공급 공기량중의 질소량 저감에 희한 연소가스중의 NO농도를 측정하고, 이에 따 른 화염장의 온도 및 연소가스중의 $O_{2}$ 및 N$_{2}$농도를 측정하여 그들의 상관관 계를 가지고 NO의 배출특성을 고찰함으로써 기체연료의 산소부화연소에 따른 효율적인 에너지 이용을 위한 연소장치개발과 오염물질 저감대책에 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.23 no.4
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• pp.70-80
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• 2019

Combustion tests using six bi-swirl coaxial injectors with different shapes and recess lengths were performed in a model combustion chamber capable of flame visualization. By utilizing gaseous methane and gaseous oxygen instead of actual propellants, the effects of injector design and experimental conditions on the flame structure and combustion stability were analyzed. It was found that not only the experimental conditions but also the injector geometry such as the recess length and orifice diameter had a considerable influence on the combustion stability. In addition, it was confirmed that the heat release pattern changed with the occurrence of combustion instability.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.4
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• pp.363-368
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• 2010

In the solid rocket propellant combustion, the dynamic phase change from solid to liquid to vapor occurs across the melt layer. During the surface burning, liquid and gas phases are mixed in the intermediate zone between the propellant and the flame to form micro scale bubbles. The known thickness of the melt layer is approximately 1 micron at $10^5$ Pa. In this paper, we present a model of the melt layer structure and the dynamic motion of the melt front derived from the classical phase field theory. The model results show that the melt layer grows and propagates uniformly according to exp(-1/$T_s$) with $T_s$ being the propellant surface temperature.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.19 no.4
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• pp.61-68
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• 2015

Reactive sprays of two propellant combinations(GOx/kerosene and $GN_2O$/ethanol) were observed and compared with each other as a basic research of visualizing supercritical combustion. A shadowgraph imaging method was used to visualize the reactive sprays, and shadowgraph images were converted to density gradient magnitude images to analyse the structure of reactive sprays. The gas-liquid interface of GOx/kerosene spray showed rougher boundary and steeper density gradient near the injector face than the $N_2O$/ethanol at similar combustion chamber pressure. Spray core length was calculated from averaged density gradient magnitude images and it was revealed that spray core length of GOx/kerosene was shorter than that of $GN_2O$/ethanol, although momentum flux ratio of GOx/kerosene propellant combination was lower.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.05a
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• pp.191-195
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• 2009

In the solid rocket propellant combustion, dynamic phase change from solid to liquid to vapor occurs across the melt layer. During the burning surface, micro scale bubbles form as liquid and gas phases are mixed in the intermediate zone between the propellant and the flame. The experimentally measured thickness of this layer called the foam layer is approximately 1 micron at 1 atmosphere. In this paper, we present a new melting layer model derived from the classical phase change theory. The model results show that the surface of burning grows and propagate uniformly at a velocity of $r=ap^n$.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.173-177
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• 2002

두 개의 유동층 사이를 순환하는 금속매체(Metal or Metal oxide)를 이용하여 공기에 의한 금속매체의 산화와 기체연료(H$_2$, CO, CH$_4$등)에 의한 금속산화물의 환원반응이 별개의 반응기에서 일어나게 하는 새로운 개념의 연소기술인 매체순환식 가스연소기술은 공기와 기체연료를 직접 접촉시켜 반응하는 기존의 가스연소기에 비해 많은 장점을 가지고 있다.(중략)