• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.776-777
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• 2017

고체 추진제의 성능을 계산하기 위해서는 그레인 burn-back 해석 과정이 필요하다. 기존의 그레인 burn-back 해석은 level set method를 사용하였으나 표면 이동 해석에서 문제가 발생 하였다. 이에 본 연구에서는 face offsetting method를 적용하여 표면 이동 해석을 수행 하였다. 해석 결과, face offsetting method가 그레인 burn-back 해석에 유용한 방법임을 확인 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.81-91
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• 2019

고체 로켓 모터 성능을 계산하기 위해 Face offsetting method를 사용하여 3차원 그레인 burn-back 해석을 수행하였다. 그레인 연소 형상 해석은 표면의 이동을 계산하는 이동 경계면 문제이다. 기존 연구에서는 다양한 이동 경계면 해석 기법이 그레인 burn-back 해석에 적용되었으나 결과가 불완전했다. 이에 본 연구에선 face offsetting method를 사용한 그레인 burn-back 해석 모듈을 개발하였다. Face offsetting method는 기존 해석 기법의 장점을 조합하여 강건하고 정밀한 이동 경계면 해석을 수행한다. 해석 결과, face offsetting method가 그레인 burn-back 해석에 유용함을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.40-47
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• 2014

우주발사체 최적 설계에 사용될 내탄도 해석 코드를 위한 그레인 Burn-back 연구를 수행하였다. 그레인 Burn-back은 내탄도 해석에 필수적인 그레인의 연소면적의 계산에 사용된다. 최적 설계에 사용될 내탄도 해석 코드는 설계 변수의 변경 및 반복계산을 통해 요구 성능을 만족할 때 까지 반복 계산을 수행한다. 따라서 내탄도 해석에 적용될 Burn-back 해석기법은 설계 변수의 변경이 용이하며 계산시간이 짧아야 한다. 이에 본 연구에서는 Analytical Method를 이용하여 Burn-back 해석코드를 개발하였으며, 그레인 형상에 대해 기하학적 변수를 선정 및 형상 변화에 대해 정리하였다. 개발된 코드는 Numerical Method로부터 산출된 값과 비교하여 검증을 수행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.55-65
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• 2021

고체 로켓 모터 설계 시 중립형 추력선도 발생이 용이한 Finocyl 그레인에 대한 형상 설계 기준을 제시하였다. 이를 위해 Burn-back 해석을 위한 제도 기법을 이용한 자동화 프로그램을 개발하고 정확성을 검증하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 Finocyl 형상의 다양한 형상 변수에 따른 Burn-back 해석을 수행하고 연소 특성의 경향성과 민감도 분석을 수행하였다. 분석결과를 바탕으로 Finocyl 그레인을 이용한 중립형 연소면적선도를 나타내는 설계기준을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권3호
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• pp.22-31
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• 2022

기존 Finocyl 그레인 형상 설계는 임의의 형상을 가정하고 Burn-back 해석을 통해 요구조건 만족 여부 확인, 형상 수정의 과정을 반복한다. 이와 같은 설계는 작업자의 설계 피로도를 높이고, 역량에 따라 설계 완성도가 상이한 문제를 가지고 있다. 이에 본 연구는 기존 설계의 문제를 해결하기 위해 Burn-back 자동화 해석 프로그램에 유전 알고리즘을 적용한 최적 설계 방법을 개발하였다. 안정적인 탐색을 위해 가변형 Offset, 작도 불능 형상 변수 제어 기법을 개발하고, 중립형 및 이중추력형 면적선도 형상을 설계하여 성능을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권2호
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• pp.12-19
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• 2022

금속선이 삽입된 추진제 그레인은 높은 충전율을 유지하면서 연소속도를 증가시키기 위해 사용되어왔다. 금속선이 삽입된 추진제 그레인을 사용하는 추진기관의 성능설계를 위해서는 금속선의 위치, 개수, 배치각도, 금속선에서의 추진제 연소속도 증가비에 따른 burn-back 해석이 요구된다. 본 연구에서는 금속선이 삽입된 추진제 그레인의 설계변경에 대응하여 신속하게 연소면적을 계산할 수 있는 수치적 방법이 개발되었다. 개발된 방법과 CAD 프로그램으로부터 도출된 연소면적 결과를 비교하였으며, 격자의 반경방향 크기가 줄어들수록 오차율이 줄어드는 것을 확인 했다. 금속선의 개수 및 위치변경에 따른 영향성 분석이 수행되었으며, 금속선의 개수가 증가하면 연소초기 및 말기 구간이 짧아지고 정상상태구간이 길어지는 것이 확인되었다. 금속선을 배치할 때, 서로 다른 반경에 금속선을 배치하는 경우에서 동일한 반경에 금속선을 배치하는 경우보다 연소초기 영역에서의 연소면적이 급증하고 연소말기에서 연소면적이 급감하는 것이 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.22-31
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• 2018

본 연구에서는 연소실 경계조건 변화에 따른 핀틀 노즐의 동특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 핀틀의 움직임을 모사하기 위해 노즐과 핀틀의 영역을 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 연소실의 경계조건은 일정질량유량과 추진제 연소속도 조건을 적용하여 결과를 비교하였다. 일정질량유량조건은 입구에 유입되는 질량유량을 정량적으로 변화시켜 연소실의 압력과 추력 특성을 파악하였다. 추진제 연소속도 조건은 연소실 압력에 의한 연소속도 식을 고려하였다. 추진제 연소속도 조건은 일정질량유량조건과는 다른 비선형적 유량변화를 나타내며, 작은 유량으로도 큰 연소실 압력변화를 가져온다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.96-103
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• 2007

정지궤도 위성의 전이궤도 해석 과정의 중요한 부분인 LAE(Liquid Apogee Engine, 액체원지점엔진) 분사전략 수립을 위한 프로그램을 개발하였다. 본 프로그램에서 다루고 여는 LAE 분사전략 수립은 전이궤도 해석의 첫 단계로서, 초기 전이궤도 요소와 지상 TT&C 중계소의 위치, 위성체 성능 파라미터를 입력받아 여러 제한 조건을 만족하면서 선택 가능한 분사 전략들을 계산하는 과정이다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 일반적인 LAE를 사용하는 정지궤도 위성을 대상으로 하였으며 최대 여섯 개의 예비 분사 전략과 최대 6회까지 LAE를 분사하는 상황을 가정하였다. 본 프로그램에서 입출력 부분에는 MS-엑셀이 사용되었으며 계산 과정은 MATLAB 함수를 사용하여 구현되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.33-45
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• 2019

본 연구에서는 좌, 우로 배치된 대칭형 핀틀 노즐의 고도 변화와 핀틀 위치 변화에 따른 특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 핀틀 노즐 형상은 선행연구를 수행한 직선형 핀틀 노즐을 사용하였고, 연소실 경계조건은 추진제 연소특성을 고려하였다. 해석을 수행할 유동해석 프로그램으로 사각노즐, 핀틀 노즐, 고고도 조건의 검증해석을 수행하여 적절한 해석기법을 설정하였다. 핀틀 위치는 full close, half open, full open 의 3가지 서로 다른 노즐 목 크기조건을 설정하였고, 고도는 0, 5, 20 km 조건을 설정하였다. 각 조건별 추력과 핀틀의 구동하중, 정적 안정성을 비교하여 연구를 수행하였다.