• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.105-112
• /
• 1996

A linear acoustic analysis for baffled rocket combustion chambers has been developed. This study provides the comprehensive theoretical background for the baffle as one of the stabilizing devices in a liquid rocket propulsion system. Several specific effects of baffles are presented as mechanisms by which baffles eliminate instability. Included are longitudinalization of transverse waves inside baffle compartments, severe restriction of velocity fluctuations near the injector face, and decreased normal mode frequency of the chamber.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2011.11a
• /
• pp.763-768
• /
• 2011

The effects of $CO_2$-dilution on combustion instability were studied in order to apply biogas in a dual lean premixed gas turbine combustor on a real-scale dual lean premixed burner head which is originally developed for Natural Gas fuel. Combustion instability is reduced by $CO_2$ dilution effect according to the result of dynamic pressure signal and phase-resolved $OH^*$ images. The reason for this is that dilution of $CO_2$ reduces heat release perturbation and increases flame volume due to reduction of the flame speed and expansion of flame surface.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.672-674
• /
• 2017

The addition of swirl is a common technique used in premixed combustors in order to gain stability of the combustion with the improvements in mixing characteristics. recent experimental studies have observed that the addition of swirl oxidizer flow can effectively reduce the combustion instability in hybrid rocket. Investigation was continued to analyze the effect of the swirl on the internal flow of hybrid rocket engine main combustion chamber. The flow influenced by wall blowing as a representation of fuel evaporation interacts with swirling flow. Swirl angle increases, the amplitude of the combustion pressure decrease as the unstable combustion processes. These results suggest that the oxidizer swirling flow by the swirl angle causes the change of the turbulent flow characteristics inside the combustion chamber and suppresses the factors causing the combustion instability.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.20 no.1
• /
• pp.20-27
• /
• 2016

The prediction of combustion instability is important to avoid an obvious threat to the structural safety and the motor performance because it affects the apparent response function of the propellant, the burning rate, and a mean flow Mach number at the local surface. The combustion instability occurs in case acoustic waves were coupled with the combustion/flow dynamic frequency. In this paper, an acoustic instability model is derived from the nonlinear wave equation for analysing acoustic dynamics in solid rocket motors. The chamber pressure and burning rate effects on combustion instability have been investigated.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.128-132
• /
• 2009

Digital control system for active combustion control of lab-scale combustor equipped with secondary fuel injection is designed. Controllability with adaptive law is revealed with the Cambridge Combustor model and the requirement for control system is derived. The input and output requirements of frequency estimator and fuel supply actuator for the adaptive control law is verified with cold tests. The system can be used as digital based active combustion controller having 150Hz combustion instability.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.49 no.2
• /
• pp.139-146
• /
• 2021

In hybrid rocket combustion, the oxidizer swirl injection is frequently used to stabilize the combustion as the rotational velocity component affects the boundary layer flow. However, as the swirl strength increases, a problem arises where the combustion performance changes too much. Thus, this study attempts to control the low frequency instability while minimizing the change in combustion performance by adapting attenuated swirl injection with fuel insert used in reference [7]. To this end, a series of experimental tests were performed by varying swirl intensity and the location of the fuel insert. In the tests, the occurrence of combustion instability and combustion performance were closely monitored. The results confirmed that combustion instability was successfully suppressed at the condition of the swirl angle 6 degree and the location of fuel insert 310 mm. And, the changes in combustion pressure, O/F ratio, and fuel regression rate were found as minimal compared to the baseline case. Also the results reconfirmed that the formation of positive coupling between two high frequency oscillations in 500 Hz band, combustion pressure(p') and heat release oscillation(q'), is the necessary and sufficient condition of the occurrence of low frequency instability.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.1 no.2
• /
• pp.74-83
• /
• 1997

The definition of burning admittance and conventional n-$\tau$ stability rating technique are combined to investigate the high frequency combustion instabilities inside the cylindrical combustion chamber. Perturbed flow variables are written as the sum of fluctuating and time-averaged mean quantities on the assumption that the terms of the order higher than unity are sufficiently small, hence linearized governing equations could be formulated. Chamber admittances up and downstream of the flame front calculated with appropriate boundary conditions result in the burning admittance and corresponding n-$\tau$ neutral stability curve. Configurational and operational design factors are tested to detect the unstable wave-induced LOX-RP1 combustion instabilities. Operational design factors, e.g. pressure or O/F ratio, appear less influential to drive high frequency instability while the location of the flame front and configurational factors enhance or deteriorate the stabilities strongly. Conclusively, LOX-RP1 combustion inside the cylindrical combustion chamber is apt to be unstable against long residence time and shortened chamber length.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.04a
• /
• pp.5-5
• /
• 2000

액체 추진 로켓 엔진의 고주파 연소 불안정 관련 이론은 대체로 연소기 내부의 음향 공명 모드와 분무 연소 과정의 상호 작용을 구동 메커니즘으로 전제하며 Rayleigh Criterion의 재해석에 기초하여 불안정성 평가를 위한 매개변수를 도입하고 연소 불안정성을 예측한다. 여기에는 음향장 분석 이론, 음향 불안정 이론, 연소응답 및 기화반응 이론 등이 포함된다. 본 연구에서는 LOX/RPl 추진제 조합의 액체 추진 로켓 엔진 연소기를 대상으로 다차원 순수 음향장 해석과 연소-음향장 분석을 통해 대상 엔진의 고주파 연소 불안정 특성을 예측하였다. 수동 제어 기기인 음향공 설치에 따른 연소기의 음향장 및 연소-음향장의 특성 변화를 고찰하고 위 결과를 종합하여 음향공의 연소 불안정 억제 성능 및 대상 엔진의 연소 불안정성을 평가하였다. 연소기 형상 및 음향공 설치에 따른 다차원 순수 음향장 해석은 상용코드인 ANSYS를 사용하여 수행하였다. 내부 유체는 압축성, 비점성 유체로 유체의 평균 유동은 무시하며 위치에 관계없이 균일한 물성치를 부여하였다. 정상상태 연소과정을 가정하고 평형 화학을 이용한 분석 결과로부터 연소 기체의 관련 물성치를 결정하였다. 연소기 길이 방향, 반경 방향, 원주 방향 격자점들의 음향 특성을 주파수 영역에 대해 해석하고 3차원 음향 모드 형상을 토대로 음향장을 분석하였다. 연소-음향장 해석은 음향 불안정 이론 중 n- $\tau$ 2 매개변수 기법을 사용하였다. 연료 액적의 분무 연소 과정을 1차원적으로 가정하고 정상상태의 평형 화학 계산 결과를 이용하여 엔진의 연소면을 1차원적으로 설정하였다. 상류 연소응답과 중립 안정 곡선을 토대로 대상 엔진의 연소 불안정 특성을 분석하였다.구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14)

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.7-11
• /
• 1998

고체추진제(solid propellant)는 연료와 산화제가 혼합/결합되어 있어 폭발적인 연소반응을 통하여 많은 에너지를 빠른 시간에 방출한다. 많은 에너지가 급격히 변환되는 과정에서 소량의 에너지가 음향에너지(acoustic energy)로 변환되는 것은 피할 수 없다. 이와 같이 원하지 않는 에너지의 변환이 어느 정도 이상을 넘을 때, 연소 불안정(combustion instability) 현상이 발생했다고 한다. 상당히 많은 로켓 모타들이 연소불안정현상으로 인하여 개발기간의 지연과 설계변경 등으로 경제적 손실을 야기하고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2010.11a
• /
• pp.469-473
• /
• 2010

In this study, combustion tests using liquefying fuels with fast regression rate were performed. The chamber pressure oscillation was analyzed and hazards of combustion instabilities were examined. In case of Liquefying fuel with fast regression rate, the amplitude of chamber pressure oscillation was increased compared to the polymeric fuels. However, the critical combustion instability can hardly occur in liquefying fuel. This is because the rapid change of inner chamber diameter limits the amplification of chamber pressure oscillation. The chamber pressure oscillation due to the large increase of fuel production and the vortex shedding in pre-chamber violently occurs during combustion using single-port axial injector.