• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.85-92
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• 2006

액체로켓엔진의 막냉각 성능 예측을 위한 설계 프로그램을 개발하였다. 저혼합비 가스층이 가지는 열차단 효과를 CFD를 적용하여 해석하였다. CFD 해석 결과에 기반한 1차원 막냉각 모델을 기존의 재생냉각 프로그램에 적용하였다. 축소형 calorimetric 연소기와 실물형 연소실의 열유속 시험 데이터비교를 통하여, 비록 과다예측 특성을 보이기는 하지만 만족할만한 결과를 얻었다. 이로서 막냉각이 로켓엔진의 노즐목의 열하중 감소에 효과적임이 확인되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.147-150
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• 2002

In general, a single gas flow through a converging nozzle is choked when the pressure communications between the downstream and upstream flowfields are broken by the sonic condition of Mach number, M=1. A similar phenomenon may occur In two streams of different stagnation properties flowing side by side in a converging nozzle. In this case, the limiting condition of M=1 for flow choking is no longer applied to such a compound compressible flow. The compound choking phenomenon can be explained by means of a compound sound wave at the nozzle exit. In order to detail the flow characteristics involved in such a compound choking of the two streams, the two-dimensional, compressible, Wavier-Stokes equations have been solved using a fully implicit finite volume method and compared with the results of the one-dimensional theoretical analysis. The computational and theoretical results show that the compound sound wave can reasonably explain the compound choking phenomenon of the two streams in the convergent flow channel.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.3-6
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• 2011

비정상(unsteady) 화재성장이 발생되는 반밀폐된 구획에서 환기부족화재의 열 및 화학적 특성에 관한 FDS(Fire Dynamics Simulator)의 예측성능 평가가 수행되었다. 이를 위해 실규모 ISO 9705 표준 화재실의 출입구 폭이 0.1m로 축소되었으며, spray 노즐을 통해 Heptane 연료유량은 선형적으로 증가되었다. 수치계산에 대한 신뢰도 확보를 위하여 동일조건에서 수행된 실험결과와의 상세한 비교가 이루어졌다. 적절한 격자계를 이용한 FDS의 결과는 구획 내부의 온도 및 열유속(heat flux)은 비교적 잘 예측하지만, 비정상 CO 및 $CO_2$ 생성특성은 적절히 예측하지 못함을 확인하였다. 이러한 결과는 최근 수행된 유사조건의 정상상태 환기부족 구획화재에 대한 FDS 예측결과와 상반된 것으로서, 반밀폐된 구획화재 모델링에서 FDS를 이용한 비정상 CO 생성특성 예측에 상당한 주위가 요구됨을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.38-55
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• 1999

열적특성이 비교적 열악한 재료인 유리를 내화성능이 요구되는 방화구획을 이루는 비내력벽에 사용하려는 시포가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있는 중에서, 본 연구는 유리표면에 수막을 형성시켜 구획화재시 유리벽이 파열되지 않고 견딜 수 있는 성능을 가질 수 있는 초점을 맞추어 단계적인 실험을 실시하였다. 먼저 수직고가 3M이상인 유리벽에 균일하고도 단절이 없는 수막을 형성할 수 있는 시스템을 고안하여 대형내화로내에서 화염의 세기를 줄이지 않는, 즉 리바운드량이 거의 없는 수막을 형성시킬 수 있도록 제작한 후, 이 시스템을 사용하여 수막이 형성된 유리벽의 열적 특성을 확인하는데 중점을 두고 실험하였다. 다음에는 고안된 시스템을 소형과 대형의 유리벽에 적용시켜 우선적으로는 소형내화로에서 가열하여 기초적인 열적 특성을 조사한 후에 여기서 얻은 데이터를 근거로 실제규모의 실험이 가능한가를 판단한 후에 최종적으로는 2.4M$\times$3M크기의 대형의 유리벽에 수막을 형성한 플러드 노즐형 수막형성유리벽체를 대형내화로내에 거치하여 KS F2257에 의하여 가열하는 내화성능실험을 수행하였다. 실험결과 수막이 왼벽하게 유리면을 도포된 상태에서만 유리가 파열되지 않았으며 이런 수막을 계속적으로 유지하는 데는 많은 변수가 있다는 것을 발견하였으며 또한 수막도포상태의 변화는 내화성능을 보유하는데 있어서 핵심적으로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.271-277
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• 2014

원자로 노심 입구에 위치한 내부 구조물들은 형상 및 노심 입구까지의 상대적 거리에 따라 노심 입구 유량분포에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 원자로 내부 구조물 형상 처리 방법이 축소 APR+ 유동분포 예측 정확도에 미치는 영향을 조사하기 위해 상용 전산유체역학 소프트웨어인 ANSYS CFX R.14를 사용하여 원자로 내부 구조물들의 실제 형상을 고려한 계산을 수행하였고 다공성 매질 가정을 적용한 계산 결과와 비교하였다. 결론적으로 노심 입구 상류에 위치한 원자로 내부 구조물의 실제 형상을 고려함으로써 노심 입구 유량 분포를 더 정확하게 예측할 수 있었다. 따라서 충분한 계산 자원이 확보된 조건인 경우라면 정확한 노심 입구 유량분포를 계산하기 위해 노심 입구 상류에 위치한 원자로 내부 구조물들(예: 하부지지구조물 바닥판 및 노내 계측기 노즐 지지판)의 실제 형상을 고려해서 계산하는 것이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.100-106
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• 2019

고농도 과산화수소와 케로신을 추진제로 하는 액체 로켓 엔진을 이용하여 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 기 검증된 추력 측정 장치를 장착하여 지상 및 고고도 모사 연소 실험 설비를 구축하였으며, 고도에 따른 추력 특성을 고찰하였다. 선행으로 고고도 모사용 디퓨저의 특성 및 시동압력을 검증하기 위하여 1:4.8 스케일로 축소한 디퓨저를 설계 및 제작하였다. 축소형 디퓨저는 질소 가스를 이용하여 cold flow test를 수행하여 성능 및 시동 특성을 확인하였으며, 그 결과 연소 실험용 디퓨저의 성능 안정성과 시동 특성을 확보하였다. 수직형 연소 실험대에 고고도 모사용 디퓨저와 추력 측정 장치를 장착하고, 시스템 저항에 대한 추력 보정식을 도출하였다. 추력 보정식은 실제 연소 실험 전에 수행한 추력 단계별 실험과 진공 단계별 실험을 통하여 도출하였다. 작동 고도가 10km인 노즐을 설계, 제작하여 지상 연소 실험 및 고고도 모사 연소 실험을 수행하여 작동 고도 변화에 따른 추력 특성을 분석하였다. 추력 측정 장치에서 계측한 추력값을 이용하여 실제 추력을 각각의 보정식을 이용하여 계산하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.54-60
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• 2004

로켓 엔진 분사기 성능에 주요한 영향을 미치는 설계 인자 파악을 위해 이중 와류 동축형 분사기의 연소 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 본 시험에서 적용한 강제 냉각 구리 노즐은 모델 연소기를 재 사용할 수 있도록 하였다. 연소 특성에 큰 영향을 미치는 함몰 길이 변화에 따른 연소 특성 변화 파악을 위해 두 가지 종류의 분사기가 제작되어 시험에 사용되었다. 함몰 길이의 변화는 분사기의 연소 시험 시 수력학적 특성뿐만 아니라 연소 효율에 많은 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 함몰 계수가 2인 경우 내부 혼합이 이루어지며 이는 함몰 계수가 1인 경우에 대비하여 연소 효율이 증가하며, 안정된 연소 특성을 보였다 그러나 동일한 추진제 유량을 분사하기 위해 요구되는 압력 차이가 내부 혼합이 이루어지는 경우 상대적으로 상승하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.85-94
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• 2004

본 연구에서는 이중 와류 동축형 분사기의 설계 인자 특성 파악을 위해 실 추진제 연소 시험을 수행하였다. 본 시험에서는 물냉각이 적용된 재사용이 가능한 구리 재질의 노즐을 사용하였다. 연소 시험 시 고압 연소 조건에서 주요 설계 변수인 분무각과 함몰길이의 영향을 살펴보았다. 이 두 변수는 분사기의 연소 성능과 동특성, 수력학적인 특성에 큰 영향을 미치고 있다. 함몰영역에서의 내부혼합은 같은 유량을 보내기 위해 필요한 차압의 증가와 더불어 연소 효율을 증가시킨다. 내부 화염에 의한 분사기 차압은 LOx 축 방향 모멘텀 및 함몰길이의 변경을 통해 감소 또는 증가됨을 알 수 있었다. 또한 연소기에서 발생하는 동압 특성은 분사기의 형상에 따라 변화함을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제32권6호
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• pp.869-876
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• 2008

A thermocompressor is the equipment which compresses a vapor to a desired discharge pressure. Since it was first used as the evacuation pump for a surface condenser, it has been widely adopted for energy saving systems due to its high working confidence. In the present study, the geometrical analysis of the shape between the jet nozzle and the diffuser inlet, the drag force was calculated by means of the integrated equation of motion and the computational fluid dynamic (CFD) package called FLUENT. The computer simulations were performed to investigate the effects by the various suction flow rates, the distance from jet nozzle outlet to the diffuser inlet and the dimensions of the diffuser inlet section through the iterative calculation. In addition, the results from the CFD analysis on the thermocompressor and the experiments were compared for the verification of the CFD results. In the case of a jet nozzle, the results from the CFD analysis showed a good agreement with the experimental results. Furthermore, in this study, a special attention was paid on the performance of the thermocompressor by varying the diffuser convergence angle of $0.0^{\circ}$, $0.5^{\circ}$, $1.0^{\circ}$, $2.0^{\circ}$, $3.5^{\circ}$ and $4.5^{\circ}$. With the increase of the diffuser convergence angle. the suction capacity was improved up to the degree of $1.0^{\circ}$ while it was decreased over the degree of $1.0^{\circ}$.