• 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.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.195-204
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• 2006

로켓엔진에서의 고주파 연소불안정을 제어하기 위하여 널리 사용되는 음향공에 대하여, 3차원 선형 음향해석을 수행하여 음향공의 감쇠 능력을 정량화하고자 하였다. 선형음향해석에 의한 공진주파수는 상온에서 고전적 이론에 의한 공진주파수와 약 6% 압력 비에 의한 결과와는 약 10%의 차이를 보임을 확인하였다. 음향공의 개수에 따른 acoustic impedance 특성을 살펴보았고, 본 연구의 결과가 기존의 결과와 정량적으로 유사함을 확인하였다. 기하학적으로 동일한 음향공이 여러 개 설치된 연소실에서는 음향장의 특성과는 상관없이 각각의 음향공이 동일한 acoustic impedance 특성을 보임을 확인하였다. 이로써 acoustic impedance를 도입하여 음향공의 최적 동조를 위한 설계 절차를 확립하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.35-42
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• 2007

로켓 엔진의 음향 불안정을 제어하기 위해 모형 연소실에 배플형 분사기가 장착된 경우의 음향 감쇠 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 기존에 보고된 배플형 분사기의 효용성을 확인하였고 분사기간 간극이 존재할 때 음향 감쇠 효과가 증대되는 메커니즘을 규명하였다. 여러 가지 크기의 간극에 따라 음향학적 감쇠능력을 조사하였고, 본 연소실에서는 0.1 mm 정도의 간극에서 최적의 감쇠능력을 가짐을 알 수 있었다. 음향 감쇠 효과가 증대되는 메커니즘을 규명하기 위해, 분사기 사이의 간극에 따른 에너지 소산율과 와도를 계산하였고, 소산율 변화 추이와 감쇠인자 변화 추이가 유사함을 알았다. 이를 통해, 간극에 의한 에너지 소산의 종대로 음향 감쇠 효과가 증가함을 알았다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권10호
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• pp.766-772
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• 2002

In this investigation, experimental attempts were made to observe and determine the variations in elastic and damping properties of the PVC depending on the amounts of MBS added to the mixture, PVC/MBS, and also on the thicknesses of the specimens. An acoustic resonance technique was used for the tests In this investigation. It serves as a method to characterize properties of materials set in vibrational motions, which is initiated by low level stresses generated by externally supplied acoustic energy. Substantial variations were observed in the test results with the addition of the MBS to the PVC. It was found that the magnitudes of elastic constants decrease while the damping capacity improve when MBS rubber was added in the range up to 9 phr.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.254-257
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• 2010

본 연구에서는 로켓엔진 연소기의 음향 불안정 억제를 위해 헬름홀츠 공명기의 음향학적 최적 설계 조건을 해석/실험적으로 연구하였다. 질량-스프링-댐퍼 시스템과의 유사성을 이용한 모델 식의 풀이를 통해 감쇠 성능을 정량화하였다. 헬름홀츠 공명기의 기하학적 형상 인자로 목의 길이와 공동의 크기, 목 및 공동의 직경을 선택하였다. 목의 길이가 짧아지고, 공동의 길이가 길어짐에 따라 흡음성능이 증가하고, 목과 공동의 직경비가 증가함에 따라 흡음성능은 감소하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권8호
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• pp.1461-1469
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• 2004

Acoustic characteristics in an industrial gas-turbine combustor are numerically investigated by a linear acoustic analysis. Spatially non-homogeneous temperature field in the combustor is considered in the numerical calculation and the characteristics are analyzed in view of acoustic instability. Acoustic analyses are conducted in the combustors without and with acoustic resonator, which is one of the acoustic-damping devices or combustion stabilization devices. It has been reported that severe pressure fluctuation frequently occurs in the adopted combustor, and the measured signal of pressure oscillation is compared with the acoustic-pressure response from the numerical calculation. The numerical results are in good agreement with the measurement data. In this regard. the phenomenon of pressure fluctuation in the combustor could be caused by acoustic instability. From the numerical results for the combustor with present acoustic resonators installed, the acoustic effects of the resonators are analyzed in the viewpoints of both the frequency tuning and the damping capacity. It is found that the resonators with present specifications are not optimized and thus, the improved specification or design is required.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권1호
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• pp.16-23
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• 2004

Acoustic characteristics of unbaffled and baffled combustion chamber are experimentally investigated under atmospheric condition to preliminarily determine baffle for mitigation of combustion instability. To investigate the effect of the baffle which has several configurations such as radial baffles and hub/blade baffle, resonant-frequency shift and damping factors of the chamber were analyzed and compared quantitatively with those of the unbaffled combustion chamber. From a view of acoustic characteristics, radial baffles with several configurations have not much difference in resonant-frequency shift and damping factor ratio with each other. On the other hand, hub and blade baffle is very effective to suppress the first tangential mode which was found to be the most harmful acoustic mode in KSR(Korean Sounding Rocket)-III engine. But more study on design parameters such as hub size and axial length should be done for complete optimization of hub and blade baffle. The present study based on linear acoustic analysis is expected to be a useful confirming tool to predict acoustic field and design a passive control devices such as baffle and acoustic cavity.

• 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 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.364-366
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• 2012

로켓 엔진의 연소실 내 음향학적 거동과 음향 감쇠 효과를 정량화하기 위한 방법을 연구하였다. DMD(Dynamic mode Decomposition) 방법을 이용한 결과와 기존의 정량화 방법인 damping factor를 이용해 구한 음향 감쇠 효과의 경향성을 배플 분사기가 장착된 연소실내의 음향 감쇠 정도를 비교 분석하여 나타내었다. 비교 결과, 기존의 정량화 방법과 DMD 방법을 이용해 구한 음향 감쇠 정도의 경향성이 일치하는 것을 확인하였다.