• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.511-519
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• 2021

저고도 비행으로 접근하는 적 비행 체계를 신속한 대응 사격으로 제압하는 대공화기용 특수 차량에 차체와 포탑의 회전동력 전달에 선회 베어링이 적용되고 있다. 특수 차량의 전투 임무 수행 과정에서 포탑 하중과 사격 시 발생되는 충격 하중 등이 복합적으로 작용할 때 구조적 안정성이 확보되어야 성공적인 기능 발휘가 가능하다. 선회 베어링의 구성품 중 링기어, 롤러 및 와이어 레이스의 형상과 소재 특성을 고려하여 차량의 포탑 구동과 사격에 의해 작용하는 복합 하중에 대한 구성품의 안정성을 평가하고자 하였다. 안정성 평가를 위한 연구 방법으로는 공학 이론을 바탕으로 구성품의 강도 특성을 수치적 계산을 통해 살펴보고, 다음으로 상용 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 구성 부품들에 대한 유한 요소 해석을 수행하였다. 이론적 해석과 유한 요소 해석 결과의 상호 비교 결과 매우 유사함을 확인할 수 있었다. 해석 중심으로 수행된 선회 베어링에 대한 구조 안정성 평가 결과로 보아 국산화 개발초기 예비 설계 단계에서 결정한 선회 베어링의 설계 강도가 충분함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.70-79
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 비반응 유동 및 혼합특성에 관한 수치해석 연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향이 주요 변수로 검토되었다. 결과로서, pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향의 변화는 버너 출구 근처의 난류 유동장, 특히 중앙 재순환영역 및 난류강도의 큰 변화를 초래하며, 화염안정성 및 배기성능의 큰 변화를 동반하게 된다. 실험결과와의 비교를 통해, 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 개발을 위하여 화염안정성 및 배기의 측면에서 pilot 버너의 최적 위치, 선회각$45^{\circ}$ 그리고 정방향 선회유동 조건들이 선택되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.110-112
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• 2016

최근 해저 자원 개발 또는 생산 활동에 따른 수중작업의 수요 증대와 수중 유도무기체계 개발의 일환으로 다양한 형태의 수중운동체 기술이 발전되고 있다. 또한, 해양에 존재하는 광물 자원의 탐사 및 채취, 수중탐사 및 작업, 해양 방위력의 증강 등은 수중운동체의 개발 필요성을 더욱 증가시키고 있으며, 이에 따라 수중운동체에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이에 본 논문에서는 수중운동체의 강제선회시험을 이용하여 유체력 미계수를 획득하고 이를 통해 수중운동체의 수평면 안정성을 평가 해 보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.378-381
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• 2009

압축기에 불안정한 특성인 선회실속(Rotating stall)이 발생하면 압력 및 효율이 저하되고, 기계적인 손상도 야기한다. 이러한 불안정성을 개선하고 안정 운전영역을 넓히기 위해 4단 저속 축류압축기에 공기 분사(Air injection) 방법을 적용하여 안정성 개선 실험을 실시하였다. 동익 팁에 축방향으로 공기를 분사할 수 있도록 하기 위해 코안다 효과를 적용한 노즐을 사용하였고, 8개의 인젝터를 1단 동익 상단에 등간격으로 설치하였다. 축류 압축기 80% speed로 운전하면서 선회실속이 발생하기 전에 공기 분사를 실시하였고, 모드(Mode) 발생 유량의 5.4%에 해당하는 공기를 분사하여 약 4%의 안정성 개선 효과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.639-646
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• 1995

The objective of this study is to minimize the weight of a damped anisotropic roto-bearing system considering whirl natural frequency and stability. The system is modeled as an assemblage of rigid disks, flexible shafts and discrete bearings. The system design variables are the crosssectional areas of shaft elements and the properties of bearings. To analyze the system, the polynomial method which is derived by rearranging the calculations performed by a transfer matrix method is adopted. For the optimization, the optimization software IDOL (Integrated Design Optimization Library) which is based on the Augmented Lagrange Multiplier (ALM) method is employed. Also, an analytical design sensitivity analysis of the system is used for high accuracy and efficiency. To demonstrate the usefulness of the proposed optimal design program incorporating analysis, design sensitivity analysis, and optimization modules, a damped anisotropic rotor-bearing system is optimized to obtain 34$ weight reduction.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.851-857
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• 2014

본 논문에서는 무인기의 다양한 비행모드 중 자동선회 모드의 확장을 위해 자동 장주비행 모드 (auto race-track mode)와 8자 비행모드 (Figure 8 mode)를 구현하기 위한 알고리즘과 비행로직을 제안하고, 이에 대한 시뮬레이션 평가를 수행하여 제안된 비행모드의 검증을 수행하였다. 일반적으로 자동선회 모드는 지정된 선회반경을 유지하는 원선회 비행 (circle flight)을 지칭하게 되는데, 자동 장주비행 모드와 8자 비행 모드를 구현하게 되면 이착륙 안정성 증대와 수행 임무영역을 확장할 수 있게 된다. 이러한 자동 장주비행 모드와 8자 비행모드의 구현을 위한 알고리즘과 비행체의 위치 및 선회방향에 관계없이 비행모드를 구성할 수 있는 비행로직 구현을 정리하였으며, 제안된 알고리즘과 비행로직의 검증을 위해 중형급 무인기를 대상으로 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.56-63
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• 2018

저선회 연소기에서는 노즐출구의 속도장과 예혼합화염의 전파속도 간 균형에 의해 화염이 부상되어 존재한다. 저선회 화염의 부상높이에 대한 이해는 연소기의 안정성 및 노즐팁의 열화와 관련하여 중요한 문제이다. 이전의 실험적 연구로부터 입구 속도의 증가에 따라 화염부상높이가 오히려 감소하는 현상이 관찰된 바 있다. 선회익을 통과하는 환형 유동과 난류생성판을 통과하는 중심유동 간의 복잡한 유동장을 규명하기 위하여, 입구 속도를 바꾸어가며 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 입구 속도에 따른 노즐 출구에서의 유동구조를 분석하여 실험에서 관찰된 비직관적 경향에 대한 정성적 설명을 도출하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.100-106
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• 2020

액체로켓엔진용 터보펌프는 작동 조건에서 캐비테이션 불안정성에 노출되며, 이는 터보펌프의 안정성에 영향을 미친다. 이를 확인하기 위해 터보펌프 조립체 시험 중 나타난 캐비테이션 불안정성의 특징을 살펴보았다. 시험 중 산화제펌프는 대표적인 캐비테이션 불안정성인 초조화 선회 캐비테이션과 부착 비대칭 캐비테이션에 노출되었다. 캐비테이션 불안정성이 발생되지 않는 조건에서 작동했던 연료펌프에서도 산화제펌프의 초조화 선회 캐비테이션에 의한 진동이 확인되었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.49-56
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• 2004

직교주파수분할다중화방식(OFDM)은 부채널간의 직교성을 이용하여 주파수 스펙트럼을 중첩시킴으로써 스펙트럼 효율을 이상적으로 증가시킨 고속의 병렬 변조방식이다. 그러나 OFDM은 부채널 간의 스펙트럼이 크게 중첩됨으로 인하여 안정된 채널 환경을 요구하기 때문에 주파수 오프셋이 발생할 경우에는 부채널간의 직교성이 상실되어 시스템의 큰 성능 저하가 발생한다. 이러한 주파수 오프셋에 따른 성능 저하를 극복하기 위하여 역선회 원편파를 이용한 새로운 XCP-OFDM 시스템을 제안하였다. 제안된 XCP-OFDM 시스템은 부채널을 우선회 원편파 채널과 좌선회 원편파 채널로 분리하여 부채널간의 중첩을 제거하는 특성을 가지고 있다. 이러한 XCP-OFDM 시스템의 특성을 이용하여 주파수 오프셋에 따른 채널간 간섭을 줄이고 직교성을 강화시켜 시스템의 성능을 개선할 수 있음을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.