• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.91-101
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• 2004

분사기와 연소실만을 가지는 연소기의 수학적 선형모델을 가지고, 액체추진제 로켓엔진 연소기에 대한 저주파 동특성 분석을 수행하였다. 연소실의 압력변화가 추진제 유량변화로 되먹임되는 구조를 가짐에 따라 저주파 섭동을 나타냈으며. 연소실의 시정수가 증가할수록, 분사기의 차압이 증가할수록, 연소시간지연이 짧을수록 시스템은 안정하였다. 분사기 시정수 변화가 안정성에 미치는 영향은 크지 않았다. 연소시간지연이 없는 경우의 시스템은 항상 안정하였으며, 지연시간이 증가할수록 섭동 주파수 및 감쇠율은 줄어들며, 결국 시스템은 불안정하게 되었다.

• 한국연소학회지
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• 제17권1호
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• pp.30-36
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• 2012

Dynamic characteristics of combustion occurring in various combustion devices have been extensively studied since most of high-performance combustion devices are susceptible to hazardous, unstable combustion that deteriorates combustor's lifetime. One of the most severe unstable combustion phenomena is high-frequency combustion instability in which heat release fluctuations from combustion are coupled to resonant modes of the combustor. Here in this study, characteristics of high-frequency combustion instabilities observed in three different combustion devices have been presented. Lean-premixed combustion instability occurs mainly due to equivalence ratio fluctuations which induce large heat release oscillations at lean conditions. Liquid-fueled combustion also shows high-frequency instability from energy coupling between pressure and heat release oscillations.

• 한국추진공학회지
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• 제11권1호
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• pp.11-17
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• 2007

연소실 설계에 따른 실물형 가스발생기의 연소 안정성 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 연소성능에 주요한 영향을 미치는 분사기 헤드에는 1.5의 리세스 수를 갖는 내부 혼합형 이중 스월 분사기 37개가 배치되었다. 본 논문에서는 연소실 길이, 직경, 그리고 교반링 등 연소실 설계 변경에 따른 연소 안정성 특성에 대하여 살펴보았다. 연소시험 결과 연소실의 유효 길이가 줄어듦에 따라 불안정 주파수는 고주파 영역에서 발생되며, 압력의 강도는 전반적으로 줄어들어 유해하지 않은 수준으로 감소가 가능하였다. 하지만 축방향 공진주파수에 해당하는 압력 섭동을 완전히 제거시키지는 못하는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권6호
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• pp.28-38
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• 2019

액체로켓엔진용 동축 와류형 분사기에서의 화염 구조와 연소 동특성간의 관계를 파악하기 위해 기체메탄과 기체산소를 사용하여 연소실험을 수행하였다. 리세스 길이/오리피스 직경과 같은 분사기 형상과 당량비/산화제 질량유량과 같은 유동조건을 변화시키며, CH* 라디칼과 압력섭동을 동시에 측정하였다. 분사기 형상은 추진제 유속과 혼합에 영향을 주기 때문에 이에 따른 화염 구조의 변화를 알 수 있었다. 주파수 분석 결과 유동조건과 분사기 형상에 따라 연소 동특성이 변화하였으며, 특정 리세스 길이/유동조건에서 연소불안정이 발생함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.187-199
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• 2011

본 연구는 희박 예혼합 연소기에서 연소실과 연료-공기 혼합부의 공진모드의 관계가 연소불안정에 어떤 영향을 미치고 있는지에 대하여 실험적으로 확인한 연구이다. 다체널 동압측정을 통하여 각각 위치에서 동압의 모드와 각 센서들간의 phase를 분석하여 연소불안정의 원인을 규명할 수 있었다. 연소실의 길이와 혼합부의 길이를 음향학적 경계로 일치시켜 연소불안정 특성을 확인해 보았을 때 두가지 서로 다른 연소불안정 모드를 확인할 수 있었는데 저주파 연소불안정 특성은 화염의 열방출 섭동과 연소실의 공진모드에 기인하며, 고주파 영역대의 연소불안정 현상은 혼합부의 길이를 변경하였을 때 발생하는 또 다른 불안정 현상임을 실험적으로 확인할 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.141-145
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• 2004

The objective of the present study is to conduct model combustion tests for various injectors to identify their combustion stability characteristics. Three different double swirl coaxial injectors with variation of a recess length have been tested for the comparative study of CH flame structure and dynamic characteristics. Gaseous oxygen and mixture of gaseous methane and propane have been employed for simulating actual propellants used for a full-scale thrust chamber. Upon test results, the direct comparison between various types of injectors can be realized for the selection of the best design among prospective injectors.

• 한국추진공학회지
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• 제21권2호
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• pp.9-17
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• 2017

비정상 충격파 유도연소의 주기적 압력 진동 특성을 연구하기 위하여 DMD 방법을 적용하였다. Lehr의 충격파 유도 연소 실험을 기반으로 수치적인 연구를 수행하였다. Lehr의 실험을 4 수준의 격자를 이용하여 수치적으로 모사하였으며, FFT 결과로부터 430-435 kHz의 주파수가 계산되었다. 실험 결과는 약 425 kHz로 해석 결과와 유사한 것을 확인하였다. FFT 해석에서 도출되지 않은 저주파 특성을 파악하기 위해 dynamic mode decomposition (DMD) 방법을 적용하였다. 여러 가지 모드 주파수가 계산되었고, 연소불안정 평가 인자 중 하나인 damping coefficient를 도출하여 안정/불안정성을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.171-176
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• 2006

연료 과농 가스발생기에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 연소 성능에 주요한 영향을 미치는 분사기 헤드에는 1.5의 리세스 수를 갖는 내부 혼합형 이중 스월 분사기 37개가 배치되었다. 본 논문에서는 연소실 길이, 직경, 그리고 교반링 등의 연소실 설계 변경에 따른 실물형 가스발생기의 연소 안정성 특성에 대하여 살펴보았다. 연소시험 결과 공진 주파수가 고주파 영역에서 생성됨에 따라 동압의 세기는 전반적으로 감소하였으나, 연소 불안정을 완전히 억제시키지는 못하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.125-130
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• 2004

Experimental study on combustion characteristics of double swirl coaxial injectors has been conducted for the assessment of critical injector design parameters. A reusable, unielement thrust chamber has been fabricated with a water-cooled copper nozzle. Two principle design parameters, a swirl angle and a recess length, have been investigated through hot firing tests for the understanding of their effects on high pressure combustion. Clearly, both parameters considerably affect the combustion efficiency, dynamics and hydraulic characteristics of an injector. Internal mixing of propellants in a recess region increases combustion efficiency along with the increase of a pressure drop required for flowing the same amount of mass flow rates. It is concluded that pressure buildup due to flame can be released by the increase of LOx flow axial momentum or the reduction of a recess length. Dynamic pressure measurements of the thrust chamber show varied dynamic behaviors depending on injector configurations.

• 한국분무공학회지
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• 제22권2호
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• pp.62-68
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• 2017

It is important to study on the combustion instability to develop liquid rocket engines for preventing lower combustion efficiency and destruction of combustion chamber. There are many researches on simplex injector with liquid pulsation to solve this problem. In real rocket engine system, however, they use coaxial injectors. Therefore, research on coaxial injector with liquid pulsation is essential. In this study, we investigate dynamic characteristics of gas centered swirl coaxial injector varying tangential inlet diameter. A mechanical pulsator was used to generate an excitation in the liquid flow, and the response characteristics of the injector were confirmed. As tangential inlet diameter increased, mass flow rates increased and spray angle decreased. As tangential inlet diamter decreased, gain decreased because the pressure fluctuation in the injector manifold rarely passed through the inlet. Additionally, it was confirmed that a sufficiently small tangential inlet served as a damper.