• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.59-66
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• 2006

액체 로켓엔진에서의 고주파 연소불안정 제어를 위한 수동 안정화 제어 기구로 음향공을 적용하여 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 우선, 기본형 모델링 연소실에서 발생한 유해 공진주파수는 음향공의 동조를 통하여 효과적으로 감쇠될 수 있음을 확인 하였다. 또한, 음향공의 기하학적 형상에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하기 위하여, 주요 설계 변수를 변화시킨 몇 가지 음향공 모델에 대해 유해 공진주파수 감쇠 효과를 정량적으로 비교, 분석하였다. 선형음향해석과 실험적 방법 모두 만족할만한 일치성을 나타내었으며, 오리피스 입구 면적이 가장 크거나 오리피스 길이가 가장 짧은 경우에서 감쇠 효과가 가장 크게 나타났다. 결론적으로 음향공을 이용한 최적의 음향공 제어를 위해서는 음향공 부피를 고려한 최적의 음향공 설계가 절대적으로 필요함을 입증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권5호
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• pp.438-445
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• 2007

액체로켓엔진에서 발생하는 고주파 연소 불안정 제어를 위한 수동 안정화 제어 기구로 음향공을 적용하여, 선형 음향 해석 및 상온 음향 실험을 통해 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 단일 음향공의 기하학적 형상에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하기 위하여 오리피스 직경, 길이를 변화시킨 몇 가지 음향공 모델에 대해 유해 공진주파수 감쇠 효과를 정량적으로 비교, 분석하였다. 다음으로 음향공의 개수에 따른 음향 감쇠 효과를 비교하였다. 주파수 응답함수를 통한 유해주파수 감쇠 성능은 개수 증가에 따라서 우수해졌지만 흡음계수를 통한 최적의 효율 관점에서 볼 때 오히려 과도한 댐핑으로 인한 해당 주파수의 감쇠 효율이 낮아지는 경향이 발생한다. 결론적으로 음향공을 이용한 제어를 위해서는 유해주파수를 감쇠시킬 수 있는 기하학적 형상을 통한 정확한 동조가 필요하다. 또한, 부피의 제약을 고려한 최적의 효율을 발휘할 수 있는 음향공의 형상 설계와 개수의 선택이 절대적으로 필요함을 입증한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.36-39
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• 2008

연소 불안정 현상은 액체로켓엔진 개발과정에 있어서 반드시 해결해야 하는 문제이다. 이것을 억제하기 위한 도구 중의 하나인 음향공의 오리피스 길이 변화에 의한 감쇠 효과를 선형 음향 해석과 실험을 통하여 연구하였다. 오리피스의 길이가 짧아질수록 감쇠효과가 증가하는 것을 확인하였으며 실험과 선형 음향 해석 결과가 서로 동일한 경향을 보이는 것을 확인 하였다. 또한, 가진 음원의 크기에 따른 실험을 수행하였는데 그 결과 오리피스 길이와 단면적이 작아질수록 가진 음원의 크기 증가의 따른 비선형성이 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.15-23
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• 2015

본 연구는 유한요소해석 기반의 Helmholtz solver인 ASCI3D를 사용하여 예혼합 가스터빈 연소기에서 연소불안정 현상과 관련된 주요 결과들을 예측하였다. 해석결과는 실험결과와 비교할 때 일반적인 불안정 특성 예측에는 성공하였으나, 불안정 구간이 나타나는 영역을 다소 과대 예측하는 경향이 발견되었다. 이를 개선하기 위한 노력으로 반사계수가 불안정 특성에 미치는 영향이 분석되었다. 결과로부터 반사계수는 불안정 특성에 큰 영향을 미치고, 정확한 예측 결과를 얻기 위해서는 정확한 음향 경계 조건의 정의가 필수적인 것으로 나타났다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1998년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.7-11
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• 1998

고체추진제(solid propellant)는 연료와 산화제가 혼합/결합되어 있어 폭발적인 연소반응을 통하여 많은 에너지를 빠른 시간에 방출한다. 많은 에너지가 급격히 변환되는 과정에서 소량의 에너지가 음향에너지(acoustic energy)로 변환되는 것은 피할 수 없다. 이와 같이 원하지 않는 에너지의 변환이 어느 정도 이상을 넘을 때, 연소 불안정(combustion instability) 현상이 발생했다고 한다. 상당히 많은 로켓 모타들이 연소불안정현상으로 인하여 개발기간의 지연과 설계변경 등으로 경제적 손실을 야기하고 있다. (중략)

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.71-79
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• 2006

액체로켓엔진에서 고주파 연소불안정을 제어하기 위하여 다단 접선 유입구를 갖는 스월 인젝터를 분석하였다. 음향흡수자로서 인젝터의 효과를 분석하기위하여 인젝터는 1/4 파장 공명기로 해석하였고, 상온에서 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 이러한 인젝터는 모델 챔버의 고유주파수에 동조시킬 수 있는 고유주파수를 갖게 된다. 다단의 접선 유입구를 갖는 인젝터가 단일 유입구를 갖는 인젝터 보다 인젝터 내부의 air core가 안정되었다. 또한, 다단 접선 유입구를 갖는 인젝터를 사용하였을 때 불안정 모드에 동조되는 인젝터 길이가 계산된 길이와 잘 일치하였다. 이러한 실험 결과로부터 인젝터 내부의 air core가 안정되게 유지된다면, 동조된 스월 인젝터는 모델 챔버의 불안정 모드를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 감쇠율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.41-47
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• 2012

연소 불안정 현상을 완전하게 이해하기 위해서는 천이 과정과 한계 진폭과 같은 비선형 거동에 대한 예측이 매우 중요하다. 가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 이러한 비선형 거동은 화염의 비선형 동특성에 크게 의존하게 된다. 본 연구에서는 기존에 선형 해석으로부터 비선형 열음향 해석으로 확장하기 위해서 화염 묘사 함수를 통한 시스템 안정성 해석 기법이 소개되었다. 이를 위하여, 주파수 뿐만 아니라 속도 진폭에 따른 열발생율의 변동 특성이 실험 결과로부터 모델링되었다. 현재 해석 조건에서 비선형 모델링 결과, 주어진 연소기 길이에서 속도 진폭이 불안정 주파수에 미치는 영향은 미비하였으나, 성장률에는 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 조건에서 비선형 모델의 검증과 한계 진폭의 예측 결과에 대한 실험 결과와의 비교가 요구된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2001년도 제16회 학술발표회 논문초록집
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• pp.12-13
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• 2001

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.198-203
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• 2007

본 연구의 목표는 air core의 길이 조절이 가능한 스월인젝터의 음향학적인 감쇠기능을 통해 고주파 연소불안정을 억제하는 것이다. air core(길이, 형상, 부피)와 인젝터의 위치에 대한 음향학적인 감쇠 효과는 선행 연구를 통해 실험되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 다중 인젝터들의 효과에 대한 연구를 진행하였다. 실험 결과로부터 각 모드의 배(anti-node)에 장착된 인젝터들의 수의 증가로 감쇠효과가 증가하는 것을 확인하였다. 또한 각 모드들의 배(anti-node)에 장착되어 동조된 인젝터들이 동시에 개별적인 모드 감쇠 성능을 보일 수 있음을 확인했다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.1-8
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• 2010

로켓 엔진의 연소불안정을 제어하기 위해 연소실에 1/4파장 공명기가 장착된 경우의 음향감쇠 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 모형 연소실에서의 연소장을 수치해석하여 기본 음향파 응답특성을 분석하였고, 기존 공명기 설계안을 검토하였다. 다음으로, 이 연소실에 음향공명기를 장착하여 공명기 내부 물성치를 예측하였다. 이를 토대로 음향모드를 감쇠시킬 수 있는 주파수 동조 방안을 연구하였다. 공명기 내부의 물성치를 토대로 각 공명기를 최적 동조 길이로 설계할 경우에 충분한 감쇠 성능을 얻을 수 있었다. 또다른 설계안으로 모든 공명기를 동일 길이로 설계한 경우의 길이에 따른 감쇠성능을 비교하여 제시하였다. 이를 토대로 최적의 동조길이를 찾아낼 수 있었다.