• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.619-624
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• 2001

A performance test facility for turbopump inducer cavitation was developed and the inducer cavitation performance tests were performed. Major components of the performance test facility are driving unit, test section, piping, water tank, and data acquisition and control system. The maximum of testing capability of this facility are as follows: flow rate - 30kg/s; pressure - 13 bar; rotational speed 10,000rpm. This cavitation test facility is characterized by the booster pump installed at the outlet of the pump that extends the flow rate range, and by the pressure control system that makes the line pressure down to vapor pressure. The vacuum pump is used for removing the dissolved air in the water as well as the line pressure. Performance tests were carried out and preliminary data of test model inducer were obtained. The cavitation performance test and cavitation bubble flow visualization were also made. This facility is originally designed for turbopump inducer performance test and cavitation test. However it can be applied to the pump impeller performance test in the future with little modification.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.31-38
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• 2005

A low NPSH and high pressure fuel pump has been designed for a turbopump system. The fuel pump has an axial inducer and a centrifugal impeller. A meanline method has been established for the preliminary design and performance prediction of pumps at design or off-design points. KeRC(Kelyish Research Center) carried out a model testing of the fuel pump with water as a working fluid at the reduced speed. Predicted performances by the method are shown to be in good agreement with experimental results for cavitating and non-cavitating conditions. The established meanline method can be used for the performance prediction and preliminary design of high speed pumps which have a inducer, impeller and volute. In the current study, the three dimensional viscous flow in the fuel pump was investigated through numerical computation. A modified design of the fuel pump was generated to improve pump performance by utilizing CFD results. The modified fuel pump was experimentally tested by ROTEM and KARI(Korea Aerospace Research Institute). The measured non-cavitating and cavitating performance showed a good agreement with designed performance.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.341-346
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• 2004

A low NPSH and high pressure fuel pump has been designed for a turbopump system. The fuel pump has an axial inducer and a centrifugal impeller. A meanline method has been established for the preliminary design and performance prediction of pumps at design or off-design points. KeRC carried out a model testing of the fuel pump with water as a working fluid at the reduced speed. Predicted performances by the method are shown to be in good agreement with experimental results for cavitating and non-cavitating conditions. The established meanline method can be used for the performance prediction and preliminary design of high speed pumps which have a inducer, impeller and volute. In the current study, the three dimensional viscous flow in the fuel pump was investigated through numerical computation. A modified design of the fuel pun was generated to improve pump performance by utilizing CFD results. The modified fuel pump was experimentally tested by ROTEM and KARI. The measured non-cavitating and cavitating performance showed a good agreement with designed performance.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.38-43
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• 2007

Pumps for a turbopump generally operate under high rotational speeds and large head rise conditions. Therefore, reliability is a prime design requirement. Floating-ring type seals are frequently employed in a turbopump because of robustness despite of low hydraulic efficiency. There are many researches on the floating-ring seal itself, but the effects of the floating ring seals on the performance of the whole pump are not widely studied in spite of their importance. In the present study, experimental and computational studies on the effects of the radial clearance of the floating ring seals on the performance of a pump were performed. The experimental results showed that the head rise and efficiency increased as the floating-ring seal clearance was decreased. The results also showed the possibility that the leakage flow which was injected to the inlet of the inducer could enhance the suction performance of the inducer by diminishing the size of the backflows.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.471-477
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• 2003

The floating ring seal is often used in the turbopump (TP) unit of liquid rocket engine (LRE) owing to its inherent ability of minimizing the leakage flow and superior dynamic characteristics as well. This paper describes the test results concerned with the lock-up and dynamic characteristics of the floating ring seals in the turbopump. The characteristics of the floating ring seals were extracted from the frequency response function (FRF) by instrumental variable method. The experiment was tested at 7.0MPa and 0-24,800 rpm. And the test results were introduced about the dynamic characteristics of floating ring seal related with the eccentricity and attitude angle.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.72-80
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• 2004

터보펌프를 구성하는 부분 조합체 중의 하나인 산화제 펌프의 인듀서와 임펠러에 대해서 정적 구조해석을 수행하였다. 먼저 온도, 원심력 및 압력의 영향을 각각 독립적으로 파악한 후 조합된 하중이 작용하는 경우에 대해서 인듀서와 임펠러의 거동을 살펴보았다. 설계된 형상과 재질에 대해서 구조적으로 가장 큰 영향을 미치는 요소는 온도였으며, 모든 경우에 대해서 적절한 안전 여유를 갖는 것으로 예측되었다. 하지만 진동의 영향은 고려되지 않았기 때문에 회전부와 케이싱과의 간섭 여부를 정확히 파악하기 위해서는 추가적으로 진동 해석이 수행되어야 할 것이다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.88-88
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• 2003

로켓 엔진 시스템에는 가압가스로 추진제를 엔진으로 공급하는 가압 시스템과 터보펌프를 이용해 엔진으로 고압의 추진제를 공급하는 터보펌프 시스템으로 나눌 수 있으며 터보펌프 시스템은 다시 Gas Generator를 이용하는 개방형 엔진과 Prebumer를 이용한 폐쇄형 엔진인 다단 엔진으로 구분할 수 있다. 로켓의 엔진 시스템은 Turbine, Turbopump, Gas Generator, Thrust Chamber, Tube, Valve, Propellant Tank 등 각 구성품 간에 서로 상호간섭이 매우 심한 공정이다 로켓 엔진 시스템은 이와 같은 상호간섭에 의해 추력 제어 및 혼합비 제어, 추진제 소진 제어 적용 시 정확하고 강인한 제어를 수행하여야 한다. 이를 위해 정확한 동특성 모델을 구축하는 것이 중요하며 모델을 통해 적절한 제어 시스템을 선택하여야 한다. 그러나 현재 국내에는 이에 대한 연구가 미미하며 해외의 경우 로켓은 특수 분야에 속함으로 공개되어 있지 않다. 로켓에 대한 개발 연구에 있어서는 위와 같은 작업이 선행되어야 하며 이에 대한 선행 연구로 한국항공우주연구원에서 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진 시스템에 대한 연구를 진행하고 있다. 본 논문에서는 Gas Generator를 이용한 개방형 터보펌프 엔진시스템에 대한 동특성 모델을 구성하였다. 배관부, 터빈, 펌프, 밸브, Gas Generator, 재생냉각, 추력연소실 등 엔진 시스템을 구성하는 구성품에 대한 동특성 모델을 구성하였으며 이를 matlab의 simulink를 통해 각 구성품을 연결하여 최종 엔진시스템의 동특성 모델을 구성하였다. 구성된 동특성 모델을 통해 각종 변화(추진제 밀도 변화, 추력 변화, 혼합비 변화 등)에 대한 엔진 시스템 변화를 예측하여 정확한 엔진 시스템에 대한 이해를 넓혔으며 추력 제어 및 혼합비, 추진제 소진 제어를 최적으로 할 수 있는 제어 시스템 구축을 위한 기초 자료로 이용할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권4호
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• pp.382-388
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• 2004

The hydraulic and suction performance of an inducer varies sensitively with the inducer geometry and this paper deals with solidity as the inducer geometry parameter. The typical performance characteristics of a basic inducer was investigated and tests with another three inducers of which the solidity is different from each other were performed, so the effect of solidity on the inducer performance was experimentally investigated. For a fixed flow coefficient, required NPSH of the inducer did not follow the conventional similarity rule, so this paper suggested another empirical formula. The hydraulic and suction performance was measured at four cases of the tip solidity ranged from 1.32 to 2.76. As long as the tip solidity had the value above 1.84, the hydraulic and suction performance of the inducer increased with decrease in the tip solidity. With further decrease in the tip solidity up to 1.32, however, inducer head decreased and the suction performance dropped sharply.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.331-336
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• 2006

초음속 터빈의 로터와 노즐사이의 간극은 터빈의 성능과 운전의 안정성에 직접적인 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 30톤급 개방형 액체로켓엔진용 터보펌프의 구동원으로 개발된 초음속 터빈에 대하여 노즐과 로터의 간극이 변화된 형상을 구현하고 이에 대한 계산을 수행한 후 그 결과를 분석하였다. 계산결과로부터 노즐-로터 간극이 증가함에 따라 이 영역에서의 전압력 손실이 증가하고 이에 따른 터빈 성능이 감소함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.38-44
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• 2011

75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프에 장착되는 속도복식 터빈에 대한 성능 시험을 수행하였다. 1열 로터와 리버싱 베인 사이에 누설 유량을 줄이는 씰을 설치하여 씰 간극이 성능에 미치는 영향을 실험하였다. 그리고 속도복식 터빈과 단단으로 구성된 기본형 터빈을 비교하여 회전수에 따른 후방 압력 변화와 함께 성능에 미치는 영향을 살펴보았다.