• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.2 no.2
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• pp.99-109
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• 1999

This paper is concerned with instability of flow fields which are dominated by the entropy mode with the presence of usual acoustic and vortical modes. These combined modes lead to nonlinear unstable waves which may occur in automobile, aircraft, or rocket engines. In this study instability in a side-burning rocket is investigated. It is shown that the energy growth rate parameters increase with an increase of the energy growth factor. The energy growth rate parameters for turbulent flows are larger than those for laminar flows. It is further shown that unstable wave motions for the high-temperature side-burning rocket are dictated mostly by the entropy mode, somewhat by the vortical mode, and least by the acoustic mode.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.8
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• pp.677-683
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• 2015

Hybrid rocket combustion displays low frequency instability(LFI, 10~30Hz) at a certain condition. Vortex shedding in the post-chamber is suspected to cause the occurrence of LFI. This study focused on the visualization of flow image using light emissions from high temperature combustion gas. Results shows that combustion pressure oscillates at a frequency of about 18 Hz, which is in phase with oscillations of light emission. Since LFI is not a property of thermo-acoustic instability, this result suggested there exists a physical coupling of pressure fluctuations with light emissions proportional to chemical reaction. Also POD analysis shows that dominant symmetric spatial modes in the stable combustion shift suddenly into asymmetric spatial pattern with the appearance of LFI. Especially, the appearance of mode 3 is a typical change of flow dynamics in unstable combustion representing a rotational fluid motions associated with vortex shedding.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.3-3
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• 1998

액체추진제 로켓엔진 연소실에는 고유모드에 대응하는 음향파동이 내재되며 이러한 음향파동은 연소와의 상호작용을 통하여 불안정한 음향에너지를 공급받아 증폭되며 결국에는 연소불안정 상태에까지 이르게 된다. 이와 같은 불안정한 상태에 이르기 위해서는 연소로부터 되먹임되는 불안정 에너지의 양이 충분히 크고 구동 음향파동에 근접한 위상을 가져야 한다. 이와 같은 구동 메커니즘을 구성하는 상세한 물리적 현상들을 규명하고 예측하기 위한 많은 연구들이 보고되었으며, 이들 중 이론적인 시간 지연 모델을 사용하는 음향적인 방법은 매우 경제적인 반면 연소 현상에 대한 상세한 모사가 생략되어 연소 불안정의 구체적인 원인을 규명하는데 어려움이 있고, 파동 방정식에 의하여 연소실 내부의 파동 에너지 증가를 예측하는 방법은 연소기 내에서의 연소 메커니즘에 대한 고려 없이 연소에 의해 발생하는 에너지만을 포함하는 단점과 선형적인 연소 불안정에만 제한된다는 제한이 있다. 음향장과 커플된 기화반응 모델은 분무액적의 기화 과정이 추진제 연소의 지배과정이라는 가정 하에 연소응답을 기화반응으로 대체하는 방법으로, 역시 단시간 내에 결과를 얻을 수 있다는 장점이 있으나 기화반응으로부터 음향파동으로의 에너지 되먹임 과정이 배제되어 있어 정확한 결과를 구하기는 어렵다. 이에 대하여 최근에는 전산 모사적인 방법을 사용하는 대규모의 연소장 해석이 가능하여 짐으로써 음향파동에 의한 외란과 에너지 되먹임과정을 모두 포하마여 수치적인 방법을 사용하여 계산하는 액체추진제 로켓엔진의 고주파 연소불안정 해석방법들이 제시되고 있다.안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.$mm^2$sec였으며, 이는 다른 graphite/epixy 복합재의 확산계수와 유사한 값을 나타내고 있다. 또한 추진제가 충전된 연소관을 절단하여 밀폐한 후 95%RH 습도 조건에 보관함으로써 연소관 내부의 추진제 기계적 특성에 미치는 침투된 습기의 영향도 함께 고찰하였다. 추진제에 따라 차이는 있겠으나 추진제가 충전된 연소관은 순수 복합재 연소관에 비해 습기의 투과 정도가 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..

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.187-199
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• 2011

The main objective of this study was investigation of natural gas flames in a lean premixed swirl-stabilized dump combustor with an attention focused on the effect of the various fuel-air mixing section geometry on the combustion instability characteristics. The multi-channel dynamic pressure transducers were located on the combustor and inlet mixing section region to observe combustion pressure oscillation and difference phase at each dynamic pressure measurement results. Dynamic pressures were also measured to investigate characteristics of combustion at the same time. The combustor and mixing section length was varied in order to have different acoustic resonance characteristics from 800 to 1800 mm in combustor and 470, 550, 870 mm in mixing section. We observed two dominant instability frequencies in this study. Lower frequencies were obtained at lower equivalence ratio region and it was associated with a fundamental longitudinal mode of combustor length. Higher frequencies were observed in higher equivalence ratio conditions. It was related to secondary longitudinal mode of coupled with the combustor and mixing section. In this instability characteristics, pressure oscillation of mixing section part was larger than pressure oscillation of combustor. As a result, combustion instability was strongly affected by acoustic characteristics of combustor and mixing section geometry.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.4
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• pp.57-69
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• 2012

The main objective of this study was investigation of natural gas flames in a lean premixed swirl-stabilized dump combustor with an attention focused on the effect of the various fuel-air mixing section geometry on the combustion instability characteristics. The combustor and mixing section length was varied in order to have different acoustic resonance characteristics from 800 to 1800 mm in combustor and 470, 550, 870 mm in mixing section. We observed two dominant instability frequencies in this study. Lower frequencies were associated with a fundamental longitudinal mode of combustor length. Higher frequencies were related to secondary longitudinal mode of coupled with the combustor and mixing section. As a result, combustion instability was strongly affected by acoustic characteristics of combustor and mixing section geometry.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.6 no.2
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• pp.115-121
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• 1995

본 논문에서는 일체형, Nd:YAG 고리 레이저에서 서로 반대방향으로 진행하는 두 모드의 비선형적인 상호작용에 의한 출력 불안정 현상을 조사하였다. 실험을 통하여 두 모드가 각각 단일 종모드로 발진함을 확인하였고, 레이저가 발진하는 임계치 부근의 낮은 펌핑수준을 유지하여 다중모드간의 경쟁이나 단방향 발진에 의한 출력 불안정이 아님을 확인하였다. 또한 잘 알려진 시스템 고유의 감쇄진동과 구별되는 현상임을 보였다. 두 모드간의 손실차가 클수록 이 출력의 변조주파수는 증가하고 변조폭이 줄어 들어 안정화 되며 단방향 발진이 일어난다.

• Journal of the KSME
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• v.33 no.7
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• pp.614-627
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• 1993

좌굴하기 쉬운 구조물을 설계할 때는 반드시 좌굴특성에 대한 어떤 직관을 가져야 한다. 이글의 목적은 셸 구조물이 비선형붕괴(nonlinear collapse), 분기좌굴(bifurcation buckling) 또는 이들 모드의 조합에 의해서 어떻게 좌굴될 것인가에 대한 감각을 전하는데 있다. 이 불안정에 대한 직관적 이해는 보강되고 여러 요소들로 조립되며 분지셸(branched shell)을 갖거나 복잡한 벽구 조를 갖는 실제 셸 구조물 등의 많은 예에 의해서 얻어질 수 있다. 이 글에서는 수식의 개발이 아니라 불안정의 예측에 주안점을 두고 있으며, 큰 처짐과 소성의 조합에 의해 발생되는 비선 형좌굴과 결함민감도가 특히 강조된다. 또한 최적화된 구조물의 국부 및 전체 불안정, 좌굴모드의 상호작용, 그리고 결함민감도(imperfection sensitivity) 등이 예시된다.

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

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.16 no.4
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• pp.253-261
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• 2013

According to the measured results of KTX brake squeal noise in this study, high level brake noise occurred in a wide frequency range, 100~18,000Hz. To identify the sources of the brake squeal noise, unstable vibration modes due to brake disc/pad interaction were analyzed under various conditions by the finite element method. Complex eigenvalues for a brake unit with a disc and four pads were obtained. It was found that the real parts of the complex eigenvalues, that is, unstable vibration modes, were closely related to friction coefficients, pressure on the brake cylinders, elastic moduli of the components, and other conditions.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.4 no.1
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• pp.171-178
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• 2005

An acoustic analysis of a fuel-rich gas generator for the drive of a turbopump in a liquid rocket engine has been performed and the length of a simulating duct has been determined by comparing the resonant frequency of unstable acoustic modes to simulate an actual flight model gas generator. To simulate more realistically, a realistic short-length simulating duct has been determined by considering 1 or 2 wavelength of the unstable modes. Duct-length adjustment to turbopump can be a method to suppress a combustion instability problem by decoupling of acoustic mode and combustion characteristics. This method has been set up and validated with acoustic analysis and hot firing tests.