• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.41-50
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• 2003

Numerical analysis was carried out to investigate performance and combustion characteristics of KSR-III liquid rocket engine with several types of baffle. To evaluate the change of performance and combustion characteristics with several types of baffle, the first numerical calculations were performed about baffle tab, radial blade baffle, and hub-and-spoke baffle. Then radial blade and hub-and-spoke baffle were determined to design two types of the KSR-III engine with baffles. Also to investigate the effect of injector arrangements and baffle positions, two types of radial blade baffle were calculated then numerical calculations were carried out with changing axial length of radial blade I, II and hub-and-spoke baffle. While axial length of baffle effected to performance very small, injector arrangement effected to performance largely through calculations of radial blade I, II. From the viewpoint of combustion instability, hub-and-spoke baffle controlled combustion instability effectively and there was the performance of hub-and-spoke baffle between radial blade I and II.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.167-171
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• 2003

Acoustic characteristics of baffled combustion chamber to elucidate suppressing effect of baffle on combustion instability are numerically investigated by linear acoustic analysis. A hub-blade baffle of 5 blades is selected as a candidate one and five variants of baffles with various configuration are designed. Resonant-frequency shift and damping factor are analyzed quantitatively as damping parameters. When the hub is located radially at the pressure node, the decrease of resonant frequency and increase of damping factor in 1R mode are dominant. But sub-1T mode is formed within hub, therefore, there would be a possibility of initiating 1T mode in unbaffled region, which would occur another problem. For smaller hub size, four kinds of axial baffle length is selected. As the axial baffle length increases, resonant frequency shift and increase of damping factor of transverse acoustic modes is obtained. Especially, two close acoustic modes such as 1L and 1T could be overlapped for a certain axial length, resulting in extreme increase of damping factor. 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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• 제33권1호
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• pp.69-77
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• 2005

KSR-III 개발과정에서 배플을 장착하여 연소 불안정 현상을 해결한 바 있으나, 추력 및 냉각과 관련된 축방향 길이에 대한 최적화 과정을 거치지는 않았다. 이에 수동제어기구로서 사용되는 배플의 축방향 길이의 최적화 및 한계를 평가하기 위하여, 축방향 길이를 작동인자로 하여 연소 안정성 여분을 평가하였다. 외부 교란 발생 장치로서 2번의 기폭이 가능한 펄스건을 사용하였다. 외부 교란에 대한 연소실에서의 응답 특성을, 감쇠 시간과 진폭비와 같은 인자를 도입하여 정량화하였다. 설계점과 탈설계점에서 시험을 수행하였으며, 분사기의 충돌점으로 생각할 수 있는 화염 영역을 감싸지 못하는 경우에는 배플의 충분한 감쇠 능력을 보장할 수 없음을 확인하였다. 따라서 연소 안정성의 여분의 경계는 KSR-III에서의 작동조건 하에서 50 mm 정도의 배플인 것으로 판단되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권8호
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• pp.720-725
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• 2007

분사기형 배플이 설치된 연소기에 대하여 최적의 감쇠를 가지는 간극을 상온음향시험을 통하여 규명하였다. 먼저 상온 상압의 조건에서 배플의 간극에 따른 음향학적 특성을 파악하였다. 최적의 감쇠능력을 가지는 간극이 배플의 길이에 상관없이 일정하게 존재함을 발견하였다. 이런 현상의 주된 인자를 파악하기 위하여 연소 상황에서의 유체의 점성을 모사하는 상온 상태의 음향시험을 수행하였다. 이를 통하여 최적의 간극이 발생하는 이유가 점성 때문임을 밝혔다. 최적의 간극은 실제 연소기에서 배플의 길이를 감소시킬 수 있으므로 냉각 문제를 해결할 수 있는 하나의 방안으로 사용될 수 있을 것이다.

• 항공우주기술
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• 제3권1호
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• pp.188-196
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• 2004

수동제어기구로서 사용되는 배플의 축방향 길이의 최적화 및 한계를 평가하기 위하여, 축방향 길이를 작동인자로 하여 연소 안정성 여분을 평가하였다. 외부 교란 발생 장치로서 2번의 기폭이 가능한 펄스건을 사용하였다. 외부 교란에 대한 연소실에서의 응답 특성을, 감쇠 시간과 진폭비와 같은 인자를 도입하여 정량화하였다. 설계점과 탈설계점에서 시험을 수행하였으며, 분사기의 충돌점으로 생각할 수 있는 화염 영역을 감싸지 못하는 경우에는 배플의 충분한 감쇠 능력을 보장할 수 없음을 확인하였다. 따라서 연소 안정성의 여분의 경계는 50mm 정도의 배플인 것으로 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.945-952
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• 2004

Acoustic characteristics of combustion chamber having various baffle configurations are numerically investigated by linear acoustic analysis to suggest reliable baffle specifications in first stage of KSLV-I. To determine the configuration of baffles, an acoustic modal analysis as well as the macroscopic analysis has been done. Hub has another effect of suppressing transverse acoustic mode by confining flow in baffled compartment over general effect of increase in acoustic damping of radial acoustic modes. So, a sufficient number of hub needs to be installed to obtain acoustic damping capacity. 3-blade configuration designed to suppress the first tangential mode has relatively low damping capacity, compared to 5 or 6-blade one. Optimum value of axial baffle length has been determined by comparing acoustic characteristics of combustion chamber having various baffle lengths.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.257-263
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• 2006

액체로켓엔진 연소기는 연소성능 및 연소안정성 분야에 있어서 높은 신뢰도를 가져야 한다. 특히, 추진제의 혼합을 담당하는 분사기는 이 신뢰도를 결정짓는 중요한 요소이다. 연소안정성 관점에서 수행된 본 연구는 모델 상사 기법을 이용하여 동축 와류 분사기의 연소안정성 특성을 평가하였다. 또한 연소안정성 증대를 위해 사용하는 배플의 경우 축방향 길이 및 간극 변화로부터 나타나는 효과를 검토하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.46-52
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• 2018

액체산소 및 탄화수소를 사용하는 연소기의 고주파 연소불안정을 해석하기 위해 단순모델로서 Crocco의 $n-{\tau}$ 시간지연 연소모델을 적용하고, 음향과 커플된 연소기 내 유동에 대해 선형해석을 수행하였다. 변수분리를 통해 편미분 포텐셜함수 식을 원통좌표계 미분방정식으로 만들고, 연소기의 접선방향 공진모드에 대한 고유 값을 계산하였다. 분사면 및 노즐입구를 경계조건으로 적용하여 미분식의 해를 구했다. 시스템의 안정성 판정을 위해 전달함수를 주파수 해석 하였으며, 관심 영역 주파수인 1T 모드 주변 주파수에서 시스템 게인 및 위상각으로 안정성 여유를 평가하였다. 또한 1T 모드 안정성 향상을 위해 배플 길이 및 형상에 대한 영향을 평가하였다.