• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.35-40
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• 2011

희박 예혼합 가스터빈에서 발생되는 연소 불안정 현상의 메커니즘을 규명하기 위하여 입구 속도 변동에 대한 열발생 변동을 정량화한 화염 전달 함수가 실험적으로 규현되었다. 이를 위하여 실제 가스터빈과 유사한 형태를 갖는 모형 연소기가 제작되었으며, 열발생율의 측정을 위한 가시화 연소기가 장착되었다. 또한 흡기 속도의 변조를 위하여 가변 속도 모터 및 유량 제어 장치가 설계되었고, 이러한 장치들을 통하여 입구 속도 변동이 열발생율의 진폭에 미치는 영향 및 화염 구조의 변화를 실험적으로 계측하였다. 실험 결과 화염 전달 함수는 당량비와 같은 운전 조건과 더불어 속도 섭동 조건에 대하여도 크게 의존하며, 화염의 길이와 섭동파 파장의 비율을 의미하는 Strouhal 수에 의하여 일반화될 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.1-10
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• 2013

본 연구에서는 다이아프램이 설치된 하이브리드 로켓 모터에서 발생하는 큰 압력진동의 가진 요인을 분석하였다. 다이아프램 유 무와 다이아프램 직경, 산화제 유량, 연료 길이 등의 다양한 실험조건을 고려하여 하이브리드 로켓 모터 추진시험을 수행하였고, 하이브리드 로켓 모터 가시화 장치를 이용하여 다이아프램이 삽입된 연소기의 내부 연소장을 가시화 하였다. 이러한 실험을 통해 주요 연소실 압력 가진 요인은 hole-tone인 것으로 판단되고, hole-tone 모델로 예측한 주파수와 추진 시험을 통해 획득한 주요 압력진동 주파수가 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.79-87
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• 2002

로켓엔진에서 발생하는 음향 불안정성의 정성적 경향성을 파악하기 위해 축대칭 연소실에서의 음향파 응답 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 주로 작동조건의 변화와 외부교란의 가진 주파수 변화에 따른 응답 특성을 계산하였다. 외부교란으로 연소실 입구부분의 전압이 정현파 형태로 섭동하도록 인위적으로 부여하였다. 음향 응답의 정성적 경향성이 유지되는 범위내에서, 분무 연소과정에 수반되는 여러 가지 물리 화학적인 과정들을 단순화하였다. 먼저, 주어진 작동조건에서 정상상태의 연소장을 구하고, 다음 단계로 압력섭동에 대한 연소장의 거동을 시간의 경과에 따라 구하였다. 작동조건의 변화에 따른 음향파 응답의 계산 결과, 반응 지역에서 약한 강도의 화염이 형성되는 경우 민감한 응답이 나타나 불안정안 압력분포를 나타냈다. 또한, 가진되는 압력 섭동의 주파수에 따라 응답 특성이 변하였고, 특히 높은 가진 주파수의 압력 섭동에 대해서 불안정한 응답이 나타났다. 해석 결과로 나타난 거시적 현상의 이해를 돕기위해, 기존의 화염소 모델을 채택한 음향파 응답 연구 결과와의 상관성을 찾아 본 해석 결과를 분석하였다.

• 플랜트 저널
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• 제18권4호
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• pp.48-57
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• 2023

본 연구에서는 희박예혼합 연소방식을 채택하고 있는 F급 가스터빈에서 연소불안정을 사전에 감지하기 위한 운전관리 개선방안에 대해 고찰했다. 가스터빈 출구에 방사형으로 설치된 16개의 날개통과온도 열전대 데이터를 수집하여 개별 날개통과온도 변화량을 분석하였다. 정상 연소상태 조건의 일주일간 개별 날개통과온도 누적변화량은 최대 26℃로 확인됐다. 반면 연소불안정 발생 시에는 대부분 수일 전부터 개별 열전대에서 온도변화량이 증가하는 전조증상을 확인할 수 있었다. 따라서 기존의 날개통과온도 최대편차 운전관리와 함께 개별 날개통과온도 변화량 감시방법을 추가하면 연소불안정을 조기에 인지할 수 있다. 본 연구결과를 바탕으로 개별 날개통과온도가 10일간 누적변화량 50℃ 이상 초과 시에 점검 및 정비를 하는 것이 적정한 관리기준으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.141-144
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• 2009

본 논문에는 사출시스템의 성능향상을 위해 불안정 연소 현상이 발생하지 않는 상태에서 가스발생기 압력의 기울기를 증가시키는 방법에 대해 기술되어있다. 안정연소를 얻기 위해 그레인에 반경방향홀을 뚫는 방법 이외에 그레인의 세장비를 줄이는 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 적용하여 가스발생기를 제작, 시험한 결과 기준모델과 비교시 유사한 수준의 사출종말속도에서 최대가속도를 최대 33% 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제20권4호
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• pp.241-246
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• 2015

The objective of the current study is to develop an 1D thermoacoustic model for predicting basic characteristics of combustion instability and to investigate effects of key parameters on the instabilities such as effects of flame geometry and acoustic boundary conditions. Another focus of the paper is placed on limit cycle prediction. In order to improve the model accuracy, the 1D model was modified considering the actual flame location and flame length (i.e. distribution of time delay). As a result, it is found that the reflection coefficients have a great effect on the growth rate of the instabilities. In addition, instability characteristics are shown to be strongly dependent upon the fuel compositions.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.81-85
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• 2012

본 연구에서는 하이브리드 로켓에서 발생되는 대표적인 불안정성 모드에 대한 연구를 수행하였다. 연소 불안정을 유도하기 위하여 연료 전방 및 후방에 다이아프램(diaphragm)을 설치하여 연소 실험을 수행 하였다. 길이방향 음향 모드(Longitudinal Acoustic Mode)와 헬름홀츠 모드(Helmholtz Mode)의 이론 모델을 사용한 주파수 계산 결과와 FFT 분석을 이용해 얻은 실험 주파수 비교를 통해 해당 모드를 찾을 수 있었고, 이론 주파수와 실험 주파수가 유사함을 확인하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2002년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.213-216
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• 2002

산소가 없는 상태에서 비교적 낮은 온도에서의 열, 충격 등에 의해 용이하게 발화, 연소하는 불안정한 물질에 의한 사고는 이전부터 많이 알려져 있다. 최근에는 fine chemical 분야의 발전에 따라 그 위험성이 인식되지 않은 채 제조되는 불안정한 물질이 늘고 있다［1-2］.(중략)

• 한국항공우주학회지
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• 제38권4호
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• pp.395-402
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• 2010

배플 분사기는 연소실 안으로 돌출되어 횡 방향 모드로 발생하는 고주파 연소불안정을 억제하는 배플을 형성한다. 고온의 연소가스에 노출되기 때문에 배플 분사기는 케로신 유로를 통해 자체 냉각이 가능하도록 설계한다. 20개의 나선형 냉각 채널을 갖는 배플 분사기가 개발되어 30톤급 연소기에 성공적으로 적용되어 왔으며, 별도의 외부 냉각을 필요로 하는 내열재 배플이 갖던 성능 감소 문제를 해결하였다. 본 연구는 케로신 냉각유로의 설계를 개선함으로서, 냉각 성능을 만족하는 범위 내에서 제작성을 향상시켜 연소기 대형화로 인해 증가하는 배플 분사기의 제작 비용을 절감하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 배플 분사기에 대한 복합열전달 해석을 수행하였으며, 설계 수정된 배플 분사기는 75톤급 실물형 연소기에 적용하기 전에 축소형 연소기의 연소시험을 통해 열 내구성을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.54-60
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• 2017

연소불안정 연구의 일환인 화염전달함수에서 나타나는 gain의 특성을 파악하기 위하여 비연소상태에서의 전달함수를 도입하여 화염전달함수에서의 특성과 비연소전달함수의 특성에 대한 원인을 파악하고자 하였다. 비연소 전달함수를 획득하기 위하여 질소와 이산화탄소를 활용하였으며, 입력값과 출력값을 계측하기 위하여 열선풍속계를 이용하였다. 비연소 전달함수에서의 gain과 주파수의 peak는 비활성기체의 밀도와 유량에 대하여 영향을 받는 것을 확인하였다. 또한 연료공급라인에서의 음향학적 공진주파수가 peak 주파수에 영향을 주는 것을 확인하였다.