• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.507-514
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• 2012

한국형 발사체의 플룸 형상과 플룸 복사열 해석을 위해 NASA LRB 플룸 복사 모델을 구현하였으며 열해석 소프트웨어인 Thermal Desktop에서 형상화하여 실제 복사 열전달을 계산하여 NASA 예측결과와 비교하였다. 계산 결과 NASA 예측과 비슷한 수준의 정확도를 나타냈으며 한국형 발사체에 적용 가능한 수준의 플룸 모델 형상을 제안하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.85-91
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• 2005

로켓노즐로부터 방사되는 플룸에 의한 로켓 저부면의 복사 가열을 수치해석적으로 조사하였다. 로켓노즐 주위의 유동 및 온도장의 계산이 선행되었으며, 그에 따라 실제적인 플룸의 형태와 플룸내부의 온도분포를 얻었다. 계산된 온도장을 토대로, 복사 열전달 방정식을 구분종좌법을 이용하여 풀이하였다. 견본 로켓 플룸에 대해 계산한 결과, 저부면에 도달하는 평균복사열은 비행고도 10.9 km에서 약 5kw/m$^{2}$ 이었다. 이 수치는, 플룸의 공간적인 온도분포를 고려하지 않고 일정온도 (1500 K) 가정하에 계산된 복사량에 비하여 작은 값이지만, 그 절대적인 크기를 무시할 수 있을 정도로 작은 값은 아니다. 고고도(29.8 km)에서는 플룸의 팽창 때문에 저부면과 배기 플룸 사이의 보기계수가 증가하게 된다. 그러나, 대류 열전달에 의해 저부면이 1000 K이상으로 가열되기 때문에 복사가열 현상은 사라지게됨을 알았다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.568-575
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• 2016

항공기로부터 방사되는 IR 신호(Infrared : IR)는 전투 생존성 관점에서 예측과 분석이 필요하다. 본 연구에서는 배기 플룸에서 발생하는 IR 신호에 대해 IR 탐지기 관점에서 신호 예측을 수행하였다. 복사 데이터베이스와 이를 활용하는 Line-By-Line 기법을 적용하여 복사 물성치를 해석하고 이를 바탕으로 1차원 Line Of Sight(LOS)에 대해 복사 강도를 해석하였다. 상용 프로그램을 이용하여 노즐의 배기 플룸 열유동장을 해석하였고, 이 플룸 열유동장에 IR 탐지기 관점에서 서로 다른 탐지 각도에 대한 LOS를 설정하여 이에 대한 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통해 플룸 내부의 국부적으로 높은 온도 영역을 지나는 LOS에서 강한 IR 신호가 확인되었다. 또한 노즐 벽면을 포함한 LOS에서 가장 강한 IR 신호가 확인되었으며, 이를 통해 고체 벽면에 의한 복사 방사가 IR 신호에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.737-744
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• 2012

유한체적법을 이용하여 설정된 가상의 노즐 조건에 따라 비행체 배기플룸의 SE와 PE에 의한 열복사 저부가열 해석 연구를 수행하였다. 저부면에서의 복사열유속을 얻기 위해 배기플룸은 흡수, 방사 및 산란하는 매질을 고려하였다. 저부면은 차가운 흑체이고 비회색가스와 입자의 복사 물성치는 회색가스가중합법(WSGGM)을 사용하였다. 후방 몬테카를로 방법을 사용한 기존의 연구와 비교하여 검증한 후, 입자의 농도, 온도, 그리고 등방성 또는 이방성 산란에 따른 복사저부가열을 해석하였다. 그 결과, 복사열유속은 노즐 출구와의 거리가 멀어지거나 비행 고도가 증가할수록 감소하고 입자의 온도가 높아질수록 복사열유속은 증가한다. 또한 전방산란은 PE를 증가시키고 후방산란은 SE를 증가시켰다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.24-36
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• 2015

본 연구에서는 복사 데이터베이스 기반의 LBL 모델과 근사 이론에 기초한 입자의 영향이 고려된 로켓 플룸의 적외선 스펙트럼 예측을 수행하였다. 로켓 플룸 내에 존재하는 가스 분자의 스펙트럼을 예측하기 위하여 고해상도 복사 데이터베이스를 이용하였다. 로켓 플룸 내에 존재하는 입자는 수트 입자로 모델링 하였으며 미 이론의 1항 근사 및 레일리 근사를 적용하였다. 두 이론의 적용에 대한 타당성을 검증하였으며, 이를 바탕으로 로켓 플룸의 적외선 스펙트럼을 예측하였다. 수트 입자의 영향을 고려함으로써 짧은 파장 영역 대에서 향상된 로켓 플룸의 스펙트럼 예측 결과가 도출되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.58-66
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• 2012

기술 수준에 의해 그 우위가 결정되는 현대 전장에서 항공기 플룸과 복사저부가열은 항공기의 생존성에 관련된 중요한 요인이다. 항공기의 생존성을 향상시키기 위해서는 저부가열, 그리고 항공기 플룸으로부터 방사되는 IR 신호가 감소되어야 한다. 본 연구에서는 IR 신호와 복사저부가열 특성을 고도 5km에서 마하수 0.9와 1.6의 조건으로 설정하여 플룸 내 유동 및 열복사 특성을 고찰하였다. 이를 통해 플룸에서의 IR 신호는 $H_2O$와 $CO_2$의 영향으로 인한 높은 방사특성을 확인하였다. 그리고 마하수가 높고 거리가 가까울수록 저부면에서의 복사열유속이 증가됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.282-289
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• 2012

기술 수준에 의해 그 우위가 결정되는 현대 전장에서 항공기 플룸과 복사저부가열은 항공기의 생존성에 관련된 중요한 요인이다. 항공기의 생존성을 향상시키기 위해서는 저부가열, 그리고 항공기 플룸으로부터 방사되는 IR 신호가 감소되어야 한다. 본 연구에서는 IR 신호와 복사저부가열 특성을 고도 5km에서 마하수 0.9와 1.6의 조건으로 설정하여 플룸 내 유동 및 열복사 특성을 고찰하였다. 이를 통해 플룸에서의 IR 신호는 $H_2O$와 $CO_2$의 영향으로 인한 높은 방사특성을 확인하였다. 그리고 마하수가 높고 거리가 가까울수록 저부면에서의 복사열유속은 증가하였다.

• 항공우주기술
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• 제8권1호
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• pp.17-25
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• 2009

복사전달식에서 흡수 계수의 정확한 계산은 액체 엔진 저부의 단열재 설계의 입력 값으로 사용되는 플룸의 복사 열전달을 예측하는데 매우 중요하다. 이를 위해서 가스 흡수 계수를 직접 모델링 할 수 있는 WNB 모델을 중요 인자의 선정을 위주로 설명하였고, 그 결과를 비교적 정확한 기준 값을 제공하는 SNB의 결과와 비교하였다. 비교 인자들은 총 방사율, 좁은밴드 복사강도 및 총 복사강도이며, 결과적으로 방사율의 경우 주어진 조건에서 3.1% 이내, 총 복사 강도역시 5%이내의 계산결과를 보여 이 모델의 타당성을 확인할 수 있었다. 추가적으로, 액체 엔진의 연소가스들의 성분비를 예측하고 이 조건에 대한 가스모델링 인자를 계산하여 데이터베이스를 구축하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.640-647
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• 2014

추진기관 배기 플룸의 적외선 복사(Infrared radiation :IR) 신호는 항공기 생존성에 영향을 미치는 주요 요인이다. 항공기의 생존성 향상을 위해 IR 감소 설계 기술이 적용된 추진기관의 정확한 IR 신호 예측이 필요하다. 본 연구는 유동 및 열전달 해석 코드를 이용하여 노즐 내부, 외부 자유류, 플룸 영역의 열유동장을 수치 해석하였다. 비회색가스의 특성을 효율적으로 해석하는 좁은밴드 기반의 재조합 회색가스가중합법을 적용하여 항공기 플룸에서 방사되는 파장별 IR 신호를 계산하였다. 개발된 프로그램의 정확성과 신뢰성을 확보하고자 1차원 모델에 대한 검증을 거친 후 항공기 추진기관의 열유동장 및 파장별 IR 신호 해석을 수행하였다. 해석을 통하여 상대적으로 플룸 내부에서 IR 복사강도가 높은 것을 확인하였고 온도, 분압, 화학종에 따라 다른 파장별 IR 신호 특성을 파악하였다. 노즐 출구 부근에서는 노즐 벽면의 고체 방사로 인하여 파장별 IR 복사강도가 연속적으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권12호
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• pp.1054-1061
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• 2016

적외선 신호에 대한 측정 시스템은 저피탐 기술 개발 및 전자기 방사의 분광 분석에 기여한다. SR (Spectroradiometer)의 적용은 배기 플룸에서 방사되는 열원만으로 복사량이 측정 가능하다. 마이크로 터보 엔진을 이용한 측정 시스템의 구축은 항공기 플룸을 모사하는데 목적을 두었다. 엔진은 성능 시험을 위해 테이블에 계측 장비와 함께 설치되었다. 배기 플룸 축과 수직을 이루도록 분광복사기를 위치하여 적외선 신호를 측정하였다. 원 데이터에 대한 보정을 위하여 흑체를 사용하여 참조 데이터를 획득하였고 플룸 신호와 비교하기 위해서 배경에 대한 신호도 측정하였다. 보정된 spectral radiance는 데이터 처리를 통해 계산되었고 밴드별로 분석되었다. 본 측정 시스템으로 종합적인 분석 연구가 가능하게 되었다.