• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1180-1187
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• 2010

In the last decade, hydrogen peroxide has received renewed interest as a green propellant which is non-toxic, environmentally clean and relatively easy to handle. This study was performed to acquire the design technique and combustion performance of a 200N bi-propellant engine using hydrogen peroxide and kerosene. The engine which used a catalytic ignition method was designed and cold flow tests were carried out to investigate atomization characteristics. Combustion tests including a pulse mode operation were performed to investigate the combustion performance on various O/F ratios. The results showed that the combustion efficiency and the repeatability of the engine performance were enough to use as an essential database for the development of a high performance engine.

• 한국추진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.23-35
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• 2003

백홀은 스월 인젝터의 새로운 기하학적인 설계요소로서 스월 인젝터 내부에 있는 와류실의 연직 주입구후방에 위치하는 추가적인 빈 공간을 총칭한다. 이 백홀은 분무각이나 평균액적지름(SMD), 혼합 특성과 같은 스월 인젝터의 분무 특성을 변화시키게 된다. 이러한 백홀의 특성을 알아보기 위하여 직$.$간접 촬영 기법 및 PDPA와 기계적 유량 포집기 등을 사용하여 수류실험을 수행하였다. 백홀이 스월 인젝터 내에 존재하게 되면 단위시간당 유량이 증가하게 되어 분무되는 유동의 중심부가 강화된다. 또한 백홀은 스월 인젝터의 유동 분무각을 조절할 수 있게 하고 그로 인하여 혼합 효율을 변화시킨다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.134-143
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• 2022

When a recess is applied to a swirl coaxial injector that uses liquid and gas propellants, a self-pulsation phenomenon in which the spray oscillates at regular intervals may occur. The phenomenon is caused by the interaction between the liquid and gas propellants inside the injector recess region. The propellants' kinetic energies are expected to affect significantly the spray oscillation. Therefore, cold-flow tests using helium as a gas-simulating propellant were conducted and compared with the results of the previous study using air. Dynamic pressure was measured in the injector manifold and frequency characteristics were investigated through the fast Fourier transform analysis. In the experimental environment, the helium density was about seven times lower than the air density. Accordingly, the intensity of pressure fluctuations was confirmed to be greater when air was used. At the same kinetic energy condition, the perturbation frequency was almost identical in the low flow rate conditions. However, as the flow rate increased, the self-pulsation frequency was higher when helium was used.

• 한국분무공학회지
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• 제28권2호
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• pp.75-88
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• 2023

In this paper, the atomization characteristics of bi-swirl coaxial injectors for a 420 N-class bipropellant thruster were investigated. Three types of injectors, namely closed-type, open-type, and screw-type, were manufactured and designed to have the same spray angle and injection pressure drop. Water was used as a simulant, and cold-flow tests were conducted under ambient temperature and pressure conditions. Since the inner and outer injectors were designed to be the same type, only the inner fuel injectors that were easy to measure were used. Using a phase doppler particle analyzer, the velocity and diameter of atomized droplets were measured. Closed-type swirl injector exhibited droplet distributions with relatively high velocities and small SMD compared to the other two injectors. Open-type swirl injector formed droplets with reverse velocities in the center region and had a large recirculation zone. Screw-type swirl injector showed a sharp decrease in droplet velocity and size with radial distance from the liquid film breakup point. For the same design requirements, the closed-type swirl injector has superior atomization performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.619-625
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• 2015

스월 인젝터는 액체로켓 엔진에서의 연료 분사 장치로 널리 사용되고 있으며, 이에 따른 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 특히 연소 불안정 문제를 해결하는 것은 모든 종류의 액체로켓 엔진에서 필수적이다. 본 연구에서는 연소불안정을 해결하기 위한 기초 연구로 오픈형 스월 인젝터에 대한 수류실험을 수행하였다. 인젝터로 유입되는 작동유체에 압력 섭동을 발생시키고, 그에 따른 응답특성을 실험적으로 파악하였다. 또한, 인젝터 스월 챔버의 길이와 지름을 변화시킴으로써 인젝터 구조의 변화에 따른 응답 특성의 변화를 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.318-318
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• 2011

자연수를 가압(4~5기압)하면서 물과 공기의 비를 4:1~3:1로 혼합하면 수체 내 초미세기포(Diameter $3{\sim}10{\mu}m$)가 발생하는데 이를 산소용해수라 하며 수질정화시설 또는 양식장 등에 널리 사용되고 있다. 산소용해수의 특징은 기포의 비표면적이 넓고 10시간 이상 포화 농도를 유지하여 수체에 잔류하는 시간이 길기 때문에, 일반 산기석을 활용한 포기나 순산소 용해 등의 타 방법과 구별된다. 산소용해수의 산소전달효율은 기존 방법과 큰 차이를 보이기 때문에 실제 적용시에는 대상수를 이용하여 산소전달계수($K_{L}a$)를 사전에 산정할 필요가 있다. 본 연구에서는 한국건설기술 연구원의 안동 수자원 환경실험센터 내 실외형 콘크리트 사각반응수조에 산소용해장치 및 확산장치를 결합한 일체형 시스템을 적용시켜 2010년 9월~2011년 1월의 5개월간 결과를 분석, 본 장치의 $K_{L}a$를 산정 후 수질정화의 활용 면에서 검토하였다. $K_{L}a$의 산정에는 다양한 방법이 이용되나 용존 산소 농도의 제어에 한계가 있는 실외 대형실험장에 적합한 Lewis and Whitman의 Two-film 이론에 근거한 정상포기법을 적용하였다. 체적 $80m^3$의 수조 내에서 현장 유지용수를 대상으로 실험한 결과 산소전달계수는 $0.324\pm0.050$/min, 포화농도는 8.64 mg $O_2$/L, 도달시간은 11 /min이 산정되었으며, 이는 기존 산기석 포기의 산소전달계수 범위인 $0.105\pm0.019$ /min보다 약 3.1배 높은 결과를 보였다. 또한, 확산장치의 수류 순환 방향 및 정도를 검토하기 위하여 실험수조에서 1m단위로 격자를 구성한 후 초음파 유속계로 실측한 결과 0.0~2.5 m/s 의 평면적 유속범위를 도출하였다. 그리고 전체 순환을 고려했을 때 용존산소는 약 8시간 후 8.64 mg $O_2$/L 값에 도달하여 안정화 되었으며, 강한 수류순환과 산소용해수에 의해 하상에 존재하는 퇴적물들의 이송 및 산화촉진을 유도하였다. 이를 근거로 실험수조의 체적과 기준 가동시간인 8시간을 적용시켰을 때, 실험구 수질은 대조구와 비교하여 COD, T-N, T-P가 모두 25~35% 개선되었다. 이 결과는 여과공정 없이 단순 순환만을 고려한 물리적 수질정화 방법의 단독 활용 가능성을 나타내며, 기존 연구에서 나타난 SOD (Sediment oxygen demand) 저감 능력을 감안할 때 향후 폐쇄성 수역의 수질관리에도 효율적으로 활용할 수 있음을 시사한다.

• 물과 미래
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• 제20권4호
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• pp.279-284
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• 1987

해양방류구에서 연직밀도구배가 있고, 임의의 수류의 방향과 속도를 가지고 흐르는 주변수중으로 방류되는 폐수의 초기 최소 희석도와 최종상승고를 예측하는 개선된 수학적 모형을 제시하였다. 밀도구배가 없는 균일한 수중에서 선분플륨의 방류실험을 통하여 얻은 결과를 이용하여 선형밀도구배를 가진 수중으로 방류되는 경우에 대한 해가 유도되었다. 유속, 유향, 밀도의 성층화 및 노즐의 형태에 대한 영향이 고찰되었으며 계산결과는 실험치와 비교되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.288-291
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• 2004

본 논문은 고압조건에서 동축 와류형 분사기의 분무특성 파악을 위한 연구로서 3종류의 분사기가 사용되었으며, 함몰길이와 연료 분사기의 형태에 따른 분무특성을 확인하였다. 또한, 실제 연소기에 서 발생되는 연소압력과 수류 실험에서의 압력 상사조건을 계산하여 실험을 수행하여 분사압에 따른 유량변화, 분무각, 질량분포, 평균 액적크기 등의 분무특성이 측정되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.275-283
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• 2013

차세대 로켓 엔진의 추진제중 하나로 부각되어지고 있는 메탄 엔진의 연소 특성을 파악하기 위하여 가스메탄과 액체산소를 추진제로 사용하는 로켓 엔진의 인젝터를 설계/제작 하였다. 동축 스월/전단형 인젝터를 채택하여 제작하였으며, 상용 해석 프로그램인 Fluent를 사용하여 유동해석을 수행한 결과를 바탕으로 인젝터의 주요 변수들을 선정하였다. 제작된 인젝터는 수류실험을 통하여 미립화와 분무특성을 파악하였고, 설계점에서의 연소실험을 수행하여 점화 및 연소 안정성을 확인하였다. 또한, 혼합비(O/F ratio)를 변화시켜가며 연소 실험을 수행하여 특성 속도($C^*$)와 연소실 압력 섭동 값을 이용하여 연소 특성 및 안정성을 평가하였다. 실험 결과 모든 혼합비 영역에서 평균적으로 90% 이상의 높은 연소 효율을 보였고, 압력 섭동 값이 2% 미만으로 연소안정성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.295-295
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• 2018

본 연구는 보 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부의 세굴 문제점 개선을 위해 하상경사에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 실험연구이다. 세굴실험은 상류 하상경사 변화에 대해 보 하류부의 세굴변화를 중심으로 세굴영향을 검토하였다. 본 실험은 상류 하상경사 변화에 대한 세굴영향을 분석하기 위한 것으로 총 6개 하상경사에 대해 국부세굴 및 퇴적경향을 비교분석하였다. 보의 높이 및 물받이 길이는 0.3 m로 설치하였고, 실험 단위폭당 유량은 $0.117m^3/s/m$로 모든 케이스에 동일하게 적용하여 수행하였다. 보를 통과하는 고속사류로 인한 국부세굴의 영향분석을 위해 광대역 레이저 스캐너(RIEGL LMS-Z390)를 이용하여 세 퇴적량을 측정 및 분석하였다. 연구결과, 상류 하상경사 변화에 따른 보 하류부 세굴 특성 분석 결과 상류부의 하상경사가 급해질수록 세굴길이 및 세굴심도의 값은 크게 변화하는 것을 확인하였다. 이는 하상경사 변화에 따라 수류의 총에너지 경사가 급하게 변화하게 되고 따라서 보 하류부의 소류력 증가에 기인한 것으로 판단된다.