• 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 KIPE Conference
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• 2018.11a
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• pp.149-150
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• 2018

본 논문은 LCL 필터를 사용하는 계통 연계형 인버터의 제어기 설계에 대해서 제안한다. 계통 전류를 제어할 경우 댐핑 기법 없이 시스템이 안정할 수 있는 범위가 넓다. LCL 필터의 공진 주파수와 샘플링 주파수에 따라 시스템은 안정 영역과 불안정 영역으로 나눌 수 있다. LPF(Low Pass Filter)를 사용하는 경우 불안정 영역을 줄일 수 있다. 불안정 영역에서 LPF를 사용한 시스템의 안정성을 유지할 수 있는 전류 제어기 설계기법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.29-29
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• 1998

고체 추진제 연소불안정에 관한 해석은 준-정상 1차원 해석인 QSHOD(Quasi-Steady Homogcneous One-Dimension)에 의하여 단순화된 지배방정식을 이용하여 응축영역을 해석하는 것이 일반적이다. 이때 외부교란에 대한 기체영역과 표면반응 영역의 응답은 화학반응이 발생하지 않는 고체영역의 응답에 비하여 매우 빠르므로 준-정상적인 거동을 한다. 본 연구에서는 복사열전달에 의한 열속(heat flux)이 고체 추진제의 표면에 존재하며 이 중의 일부가 고체영역에서 흡수될 때 표면에서의 선형교란을 고려한 ZN(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 이용하여 연소불안정 현상을 이론적으로 해석하여 연소불안정 현상을 설명할 수 있는 연소 응답함수를 구하였다. 본 연구에서 얻어진 응답함수를 해석함으로써, Zebrowski등$^{(5)}$ 에 의하여 얻어진 복사열 교란에 대한 응답함수가 과소 평가된 응답특성을 나타내고 있음을 알았다. 또한 응답함수의 고유불안정성을 판별하는 민감계수 r과 k의 영역의 해석으로부터 SOn등$^{(6)}$ 에 의하여 밝혀진 안정 경계선의 안정한 영역보다 본 연구에서 구한 안정 경계영역이 줄어드는 경향을 보여주고 있다. 이것은 (6)에서 과소 평가된 복사열전달의 영향을 수정한 결과 때문이다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2005.07a
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• pp.424-426
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• 2005

운전 속도 영역이 넓은 응용분야에서 극수가 많은 전동기를 설계하는 경우, 고속 운전 영역에서는 동기 좌표계 회전 주파수가 샘플링 및 스위칭 주파수에 가까워진다. 이 경우 하위 전류 제어 회로(inner current control loop)가 불안정해지면서 전류가 발산하는 현상이 발생한다. 본 논문에서는 전동기의 고속 운전 영역에서 하위전류 제어 회로가 불안정해지는 이유를 분석하고, 기존에 쓰이던 전류 제어기의 구조를 개선하여 고속에서도 전류 제어를 안정화시키는 방법을 제안한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.4
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• pp.26-34
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• 2011

The present work addresses structural characteristics of natural gas flames in a lean premixed swirl-stabilized combustor with an attention focused on the effect of the formation of recirculation zones on the combustion instability. It is known that the recirculation zone plays an important role in stabilizing a turbulent, premixed natural gas flames by providing a source of heat or radicals to the incoming premixed fuel and air. To improve our understanding of the role of recirculation zones, the flame structure was investigated for various mixture velocities, equivalence ratios and swirl numbers. The optically accessible combustor allowed for the application of laser diagnostics, and Particle Image Velocimetry(PIV) measurements was used to characterize the flame structure under both cold flow conditions and hot flow conditions. Dynamic pressures were also measured to investigate characteristics of combustion at the same time. The results indicates that the formation of recirculation zone is strongly related to the occurrence of thermo-acoustic instabilities.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.1
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• pp.59-66
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• 1998

The combustion instability analysis of solid propellants is generally done by the simplified governing equations for chemically inert condensed phase region with QSHOD assumption. Since the gas phase and surface reaction layer can be more rapidly relaxed to the external perturbations than the condensed phase, these regions are treated as quasi-steady manner in the analysis. In this paper, the classical ZN(Zeldovic-Novozhilov)approach was re-examined with the presence of radiation augmented burning enhancement in the combustion. Also, the surface reaction was assumed to partially absorb the incident radiant heat fluxes and pass the remaining to the chemically inert condensed phase. As a result of the analysis, the burning rate response function was obtained which consists of a pressure response function and a radiation response function. The response function was shown to be able to predict the results of T-burner tests.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.445-452
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• 2011

The present work addresses structural characteristics of natural gas flames in a lean premixed swirl-stabilized combustor with an attention focused on the effect of the formation of recirculation zones on the combustion instability. It is known that the recirculation zone plays an important role in stabilizing a turbulent, premixed natural gas flames by providing a source of heat or radicals to the incoming premixed fuel and air. To improve our understanding of the role of recirculation zones, the flame structure was investigated for various mixture velocities, equivalence ratios and swirl numbers. The optically accessible combustor allowed for the application of laser diagnostics, and Particle Image Velocimetry(PIV) measurements was used to characterize the flame structure under both cold flow conditions and hot flow conditions. Dynamic pressures were also measured to investigate characteristics of combustion at the same time. The results indicates that the formation of recirculation zone is strongly related to the occurrence of thermo-acoustic instabilities.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.135-140
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• 2006

In the experimental study of $N_2$ purge cold flow test of impinging(FOOF) injector for determining of instability region, the whistling sound which has a specific frequency is generated. The frequency of whistling is proportional to the gas flow velocity in part of the oxidizer orifice and due to the coupling of the vibrating gas column and the natural frequency of pipe-orifice shape, the discontinuous jumping phenomena arises. The whistling phenomena have no effect on the combustion instability. Compared the damping factor of 1T1L mode with the hot fire test, the instability region of $N_2$ purge cold flow test is very much like that. It means that flow instability by impinging or mixing of jet is the main reason of combustion instability of impinging injector(FOOF) in the hot firing test.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• v.y2005m4
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• pp.259-264
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• 2005

Measurements of heat release are very important for controling combustion instabilities, which are closely connected with combustion instabilities. $OH^{\ast}$ images were acquired through a ICCD in this study, which were in use as indicating index of the reacting region, global and local heat release rate in the lean premixed combustion. The objectives of this study are to see the effect of equivalence ratio on global heat release rate and local Rayleigh index distribution. The local Rayleigh index distribution was acquired by information from central section of flame. This information was from the line-of-sight images which were inverted by the Abel de-convolution. In each condition, the mean value of heat release increased exponentially with equivalence for a periodic time. Local Rayleigh index distribution cleary showed the region of amplifying or damping the combustion instability as the equivalence ratio increased. This could provide an insight on the region of combustion instability and the structure of flames on the equivalence ratio.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.20 no.4
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• pp.351-358
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• 2003

The global stability of the attitude motion of a spin-stabilized space vehicle is investigated by performing numerical experiment. In the previous study, a stationary solution and a particular resonant condition for a given model were found by using analytical method but failed to represent the system stability over parameter values near and off the stationary points. Accordingly, as an extension of the previous work, this study performs numerical experiment to investigate the stability of the system across the parameter space and determines stable and unstable regions of the design parameters of the system.