• Title/Summary/Keyword: 추진제어시스템

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Numerical Modeling for Turbulent Combustion Processes of Vortex Hybrid Rocket (Vortex Hybrid 로켓 난류연소과정의 모델링 해석)

  • 조웅호;김후중;김용모;윤명원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2003.05a
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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.

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The Utilization Evolution of EMS Network Analysis for Optimal Power System Operation (전력계통 최적운영을 위한 EMS 계통해석 활용 진화)

  • Kang, Hyung-Koo;Kim, Tae-Eon;Kim, Kwang-Ho;Choi, Young-Min;Lee, Gun-Woong
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.20_21
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    • 2009
  • 전력거래소는 국내 유일하게 한국의 전력계통을 실시간으로 감시 제어하고, 계통의 안전성을 평가 후 최적으로 운용하기 위해 2002년부터 현 EMS 시스템을 운용해 오고 있다. 초기 모든 계통해석의 근간이 되는 상태추정의 운용을 위해 계통모델과 필요 취득 데이터를 대폭 정비하였다. 현재는 154kV 무인 변전소의 탭을 추가취득 하고 모든 아날로그 취득데이터의 그룹별 가중치 조정에 의한 상태추정 등 계통해석의 정도개선 노력을 지속적으로 추진해오고 있다. 또한 상정고장 개소와 발변전소 3상 단락 고장 개소를 대폭 확대 정비하여 예상되는 모든 고장에 급전원이 신속히 대처할 수 있도록 하였다. 또한 무효전력 제어를 통한 계통손실 최소화 방안의 합리적 도출을 위한 최적화 기능의 실시간 계통운용 등 괄목한 성과를 거두었다. 본고에서는 이들 EMS 계통해석 기능을 중심으로 현재의 활용실태와 미래의 방향에 대하여 소개하고자 한다.

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Development of Monitoring for secondary-battery-system using LabVIEW (LabVIEW를 이용한 2차전지의 상태 감시제어장치에 관한 연구)

  • Kim, Sun-Young;Sin, Kun;Kim, Byung-Mok;Rho, Dae-Seok
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.85-88
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    • 2011
  • 석유 등 화석연료로 인한 지구온난화 문제와 더불어 일본 대지진 이후 원자력발전의 안전에 의문이 제기 되면서 신재생에너지에 대한 관심이 한층 고조되고 있다. 이에 발맞추어 국가정책으로 녹색성장 정책이 실행됨에 따라 2030년까지 전체 에너지원 중 신에너지전원의 비중을 전체 에너지원의 11%로 확대하는 정책을 적극적으로 추진하고 있다. 따라서 신재생에너지를 통하여 얻은 전기에너지를 저장하여 사용 할 수 있는 2차 전지에 대한 연구가 다수의 산업 현장에서 각광을 받고 있다. 최근 2차 전지는 Smart Grid 및 전기자동차분야에서 폭넓게 사용 되면서 정확한 출력전압, SOC 및 충-방전 예상 시간을 추정하여 2차 전지의 과충전, 과방전으로 인하여 생기는 고장 및 사고를 미연에 방지하고 2차 전지 사용 시 편의성을 제공하기 위한 시스템에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문은 이런 실정에 맞추어 LabVIEW 프로그램을 활용하여 2차 전지의 상태를 실시간으로 감시 및 제어하는 프로그램을 제작함으로써, 사고 시 2차 전지에 가해지는 피해 방지 및 관리 시 발생하는 여러 문제점에 대한 효율적인 해결 방안을 제시하고자 한다.

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Characteristic Analysis of Independent 3 phase BLDC Motor (독립 3상 BLDC 전동기의 특성해석에 관한 연구)

  • Jo, Kwan-Jun;Oh, Jin-Seok
    • The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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    • v.12 no.4
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    • pp.277-284
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    • 2007
  • This paper describes independent phase BLDC motor with a maximum torque among BLDC motor used for electric propulsion system Independent phase BLDC motor has characteristic that phases of stator we independent electrically. This paper is modeling two type of 3 phases BLDC motors, one has Y-connection type and the other has independent type, and it shows simulation of them, compares its characteristics. As a result of simulation, phase voltage of independent 3 phase BLDC motor is higher than Y-connection three phase BLDC motor. When the stator resistance and inductance are stable, high phase voltage causes an increase in maximum phase current and an increases in it serially causes an increase of maximum torque. It is also found that the current pulsation of independent phase BLDC motor was decreased by controlling phase current of independent BLDC motor.

A Study on Next-Generation Data Protection Based on Non File System for Spreading Smart Factory (스마트팩토리 확산을 위한 비파일시스템(None File System) 기반의 차세대 데이터보호에 관한 연구)

  • Kim, Seungyong;Hwang, Incheol;Kim, Dongsik
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.17 no.1
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    • pp.176-183
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    • 2021
  • Purpose: The introduction of smart factories that reflect the 4th industrial revolution technologies such as AI, IoT, and VR, has been actively promoted in Korea. However, in order to solve various problems arising from existing file-based operating systems, this research will focus on identifying and verifying non-file system-based data protection technology. Method: The research will measure security storage that cannot be identified or controlled by the operating system. How to activate secure storage based on the input of digital key values. Establish a control unit that provides input and output information based on BIOS activation. Observe non-file-type structure so that mapping behavior using second meta-data can be performed according to the activation of the secure storage. Result: First, the creation of non-file system-based secure storage's data input/output were found to match the hash function value of the sample data with the hash function value of the normal storage and data. Second, the data protection performance experiments in secure storage were compared to the hash function value of the original file with the hash function value of the secure storage after ransomware activity to verify data protection performance against malicious ransomware. Conclusion: Smart factory technology is a nationally promoted technology that is being introduced to the public and this research implemented and experimented on a new concept of data protection technology to protect crucial data within the information system. In order to protect sensitive data, implementation of non-file-type secure storage technology that is non-dependent on file system is highly recommended. This research has proven the security and safety of such technology and verified its purpose.

Air Similarity Performance Test of Turbopump Turbine (터보펌프용 터빈 공기상사 성능시험)

  • Lim Byeung-Jun;Hong Chang-Uk;Kim Jin-Han
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.10 no.2
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    • pp.39-45
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    • 2006
  • In liquid rocket engine turbopump, it is difficult to evaluate turbine performance for high pressure, high temperature circumstance. Turbine test is often done by using air at similarity condition so that the turbine can be tested at lower risk. This paper describes an air similarity test program of liquid rocket engine turbopump turbine. A test facility has been built to evaluate aerodynamic performance of turbines. The test facility consists of high pressure air supply system, mass flow rate measuring nozzle, test section, hydraulic break, exit orifice for pressure control, instrumentation and control system. This paper also presents how to decide the similarity conditions of the turbine test and describes how to control test conditions. Relative standard deviation of measurement parameter was less than 1% and measured turbine efficiency corresponded with analysis result within 2%.

A Design Study of Phase Changing Heat Exchanger for Environmental Control System (환경조절장치용 상변화열교환기의 개념설계연구)

  • Yoo, Young-June;Oh, Chang-Mook;Lee, Hyung-Joo;Min, Seong-Ki
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2010.11a
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    • pp.628-635
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    • 2010
  • Properties of bleed air that is air source of ECS(Environmental Control System) can be rapidly changed with airplane engine operating conditions during flight. Therefore, ECS can be operated at a high performance or not during flight. So, high performance ACM has to be developed in order to flight safely. A adaptability of phase changing heat exchanger was esteemed at ACM type ECS in this study. As a result of this study, it is found that ECS outlet temperature can be controlled in a certain range with the phase changing phenomenon.

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A Study on Erosion Structure Properties for Thermal Insulation Materials on Carbon-Carbon Composites and Graphite Nozzle Throat (C-C 복합재료와 Graphite 노즐목 내열재의 침식조직 특성에 대한 연구)

  • Kim, Young In;Lee, Soo Yong
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.11 no.5
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    • pp.42-49
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    • 2017
  • The solid rocket motor(SRM) consists of a motor case, igniter, propellants, nozzle, insulation, controller, and driving device. The liquid rocket propulsion systems(LRPSs) cools the nozzle by the fuel and oxidizer but SRM does not cool the nozzle. The nozzle of SRM is high temperature condition and high velocity condition so occurs the erosion by combustion gas. This erosion occurs the change of nozzle throat and reduces thrust performance of rocket. The material of Rocket nozzle is minimization of erosion and insulation effect and endure the shear force, high temperature and high pressure. The purpose of this study is to investigate the erosion characteristics of solid rocket nozzles by each combustion time. Through the structure inspection of Graphite and C-C composite, identify the characteristics of the microstructure before and after erosion.

Investigation of Transient Performance of An Auxiliary Power Unit Microturbine Engine (보조동력용 마이크로터빈 엔진에 대한 과도성능 해석)

  • Son, Ho-Jae;Kim, Soo-Yong
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.11 no.3
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    • pp.20-28
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    • 2007
  • The easiest way to see the phenomena of compressor surge is to show the static and dynamic operation characteristic on the map. Its operation zone will be restricted by the surge limit and, static and transient process must have some margin for it. Effect of rotor moment of inertia, air/gas volumes and heat transfer are factors to cause the transition from the static line. In case a large volume such as heat exchanger exists in the system it will exert a substantial influence to dynamic characteristics. In the present paper, influence of air volume bled from the compressor exit on transient process is investigated with an example of an auxiliary power unit micro-turbine engine. Turbine mass, pressure ratio, rotation speed, power and moment are calculated based on mass and work conservation. Result from the present study can give guidance to design the control system. A computer program is developed to calculate the dynamic process using the MathCAD commercial software.

The Method of Automatic Train Control Pattern for Light Rail Transit (경량전철의 자동운전패턴에 관한 기법)

  • 이은규;최재호
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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    • v.53 no.5
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    • pp.344-350
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    • 2004
  • This paper proposes the train control system for the LRT(light rail transit). With regard to information processing in car, we build a computer network in the car, turned the hardware required for train control into software, and developed the train control monitoring system(TCMS) and ATC. Drive type of train control system car can drive with driverless mode basically, and this paper applied special communication type for car control, data analysis, the propulsion efforts and breaking effort can control the cars. It is used vector control in propulsion control and proposed operating pattern for propulsion control thinking operating data of rubber tire LRT.