• 대한기계학회논문집B
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• 제41권9호
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• pp.563-570
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• 2017

본 연구에서는 이차목 디퓨저의 배압에 따른 특성과 디퓨저 내부의 유동을 확인하기 위해서 실험과 수치해석을 통하여 살펴보았다. 디퓨저의 배압($P_a$)조건을 모사하기 위해 이젝터를 사용하였으며, 디퓨저와 이젝터는 상온 고압기체질소를 사용하였다. 그 결과, 노즐전단압력($P_0$)이 동일할 때 배압($P_a$)을 낮추어 압력비($P_0/P_a$)를 높게 할수록 압력회복이 디퓨저 후단에서 이루어짐을 확인하였다. 노즐전단압력($P_0$)이 다르더라도 압력비($P_0/P_a)$가 동일하다면 디퓨저 내부의 유동특성이 거의 동일함을 확인하였으며, 시동압력비($(P_0/P_a)_{st}$) 또한 일치함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.321-327
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• 2008

초음속 디퓨져를 사용하는 고도모사 장치에서 기존에 연구되었던 일정단면적 형태를 개선해 2차 목 형태 디퓨져의 효과를 고찰하였다. 기 수행 된 일정단면적 디퓨져 정상상태 해석 결과 및 공압시험 데이터를 바탕으로 본 연구의 해석방법을 검증하고, 2차목에 의한 효과를 정량화시키기 위해 노즐전압력과 2차목 면적에 따른 시동성능과 진공챔버압력 변화에 관하여 해석하였다. 일정단면적 디퓨져 내부 벽면 및 중심축을 따른 압력데이터 비교에서 일치하는 거동을 확인했으며, 2차목의 사용에 의해 시동을 위한 노즐 전압력이 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 저팽창비 노즐 사용으로 인하여 2차목에 의한 진공챔버 내 압력 변화는 거의 없음을 관찰하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권5호
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• pp.21-28
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• 2009

본 연구는 초음속 축소형 디퓨저의 설계 및 시동 특성에 영향을 주는 변수를 파악하기 위하여 상온의 공기와 질소 가스를 사용하여 실험을 수행하였다. 1차 노즐의 목 면적의 변화, 1차 노즐 전단의 압력 변화, 디퓨저 길이와 직경의 비($L_d/D_d$) 그리고 디퓨저의 팽창부 유 무에 따른 디퓨저의 시동 특성을 알아보았다. 실험 결과 1차 노즐의 직경이 감소할수록 디퓨저 시동압력은 증가하였으며, 디퓨저의 예측 모델과 비교하여 90~98%의 장치 효율을 확인하였다. 또한 $L_d/D_d$가 8.4이상인 디퓨저와 팽창부의 유 무에 관계없이 디퓨저는 정상적으로 시동하였다. 본 실험 결과는 실물형 고고도 환경 모사 장치의 개발에 있어서 기초 자료로 활용될 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.678-681
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• 2010

본 연구에서는 비정상 노즐 구동 압력비 변화가 유동장의 천이형태 및 횡력 특성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 N-S 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, SST $k-{\omega}$ 난류모델을 적용하였다. 엔진 정지 및 시동과정을 모사하기 위하여, NPR은 2~10의 범위에서 계산 하였다. 본 연구의 결과로 박리 유동과 히스테리시스 현상은 구동 압력비에 크게 의존하며, 또한 압력비 변동 시간이 횡력 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.181-189
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• 2010

개방형 액체로켓엔진 시스템에 대한 동특성 예측 프로그램을 작성하였다. 이 프로그램을 통해 얻은 펌프 시동 시 시간에 따른 압력 및 유량 변화 결과를 수류실험장치를 구축하여 실험적으로 검증하였다. 수류실험장치는 실제 액체로켓엔진 추진제 공급 계통에서 구성품의 형태와 배치위치, 가스발생기와 주연소실로 분기되는 유량비를 기준으로 모사되었다. 측정 시 관로가 채워진 상태에서 펌프를 시동하였으며 펌프는 전동기로 구동된다. 동특성 예측 프로그램의 작성을 위해 구성품별 동특성 모델링을 수행하고 엔진 시스템을 기준으로 각 모델링을 순차적으로 통합하였다. 구성품의 동특성 파라미터를 측정 반영하였고 압력 밸런싱을 통해 수렴 조건이 결정된다. 수렴된 밀도와 유량을 가지고 다음 시간에서의 초기 입력 값으로 대체하여 계산을 수행하였다. 천이 작동 상태에서 엔진 시스템 내의 물리량 변화를 전산 예측과 더불어 실험적으로 측정하고 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권2호
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• pp.70-77
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• 2005

축소-팽창 디퓨저가 장착된 초음속 이젝터를 제작하여, 다양한 위치에서의 측정된 압력으로 부유동의 초음속 시동조건을 찾아내었다. 우선 부유동 흡입구의 크기의 영향을 알아내기 위하여 다양한 흡입구 직경으로 실험하였으며, 부유동의 초음속 시동은 흡입구 직경과 축소-팽창 디퓨저 직경의 비, d/D가 0.306 미만인 경우에만 일어났다. 이보다 큰 d/D에서는, 아음속 시동이 먼저 시작되고, 흡입구를 막으면서 주유동의 유입이 전 유동장을 채우게 되어 수직 충격파를 축소-팽창 디퓨저의 하류로 내려보내게 된다 이러한 상황에서 다시 흡입구를 열어도 히스테리시스의 영향으로 초음속 시동이 유지된다.

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.142-152
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• 2005

액체로켓 엔진시스템 개발에 있어서 시동부터 정상상태까지의 시동특성은 안정된 시동의 재현성을 확보하여 신뢰도를 높이는 것과 과도상태의 시간을 단축하는 두 가지 목표를 만족하는 방향으로 전개된다고 할 수 있다. 특히 우리나라와 같이 액체로켓 엔진 개발의 초기단계에서는 엔진시스템 시험의 경험이 없어, 시동에서 정상상태까지 과연 어느 정도의 시간이 필요할 것인가에 대한 예측이 힘들 수밖에 없다. 본 연구에서는 터보펌프 공급식 액체로켓 엔진의 각 구성품의 모델을 구성하여 시동 과도 해석을 수행할 수 있는 프로그램을 완성하였다. 이 프로그램을 이용하여 25톤급 가스발생기 사이클 엔진에 대한 시동 특성을 조사하여 시동에서 정상상태에 이르는 시간을 계산하였으며, 비정상 상태의 엔진시스템의 동특성을 밝힐 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1148-1152
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• 2017

고고도용 로켓은 지상에서의 대기압에 비하여 매우 낮은 압력조건에서 작동한다. 따라서 고고도용 로켓 실험을 지상에서 구현하기 위해서는 충분히 낮은 압력환경을 조성해 주어야 한다. 이를 위한 고고도 모사용 실험설비 중 하나인 Center Body diffuser를 작동함에 있어서 Center Body의 위치가 진공도와 시동압력에 미치는 영향을 연구하기 위하여 ANSYS FLUENT를 통하여 수치해석을 진행하였다. 본 연구의 결과는 향후 고고도 모사용 Center Body Diffuser를 운용하는데 있어서 실질적인 Data Base로써 가치가 있다고 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.66-72
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• 2018

연소가스를 이용하여 압력비와 램 구조물의 형상에 따른 이차목 디퓨저의 성능 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 작동 조건인 압력비 75에서 램 구조물의 각도가 커짐에 따라 유동의 모멘텀 감소로 인해 진공실 압력이 상승하였다. 또한, 램 구조물의 반각 $15^{\circ}$, 폐색율 15%일 때, 디퓨저는 압력비 36과 37 사이에서 시동되었다. 이를 토대로 다양한 압력비와 램 구조물 형상에 따른 최적의 램 구조물 형상은 반각 $5{\sim}20^{\circ}$, 폐색율 15~40%로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.641-644
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• 2011

축소형 2차목 초음속 디퓨저를 설계/제작하여 디퓨저 주요 설계 변수에 따른 성능 특성 변화를 파악하고자 한다. 디퓨저 주요 설계 변수로 디퓨저 입구 길이(Ld), 2차목 길이(Lst), 확산부 길이(Ls)를 선정하였고, 상온의 질소를 사용한 실험을 통하여 디퓨저 성능 특성을 파악하였다. 실험 결과 디퓨저 입구 길이에 따른 변화는 크게 없었으며, 2차목 길이, 확산부 길이에 따라서 시동압력의 영향이 있었고, 2차목 길이대 2차목 직경비(Lst/Dst)가 8 이상에서는 시동압력의 변화가 없는 것으로 확인되었다.