• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.180-185
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• 2004

Our previous study showed that although the hybrid rocket engine with swirling gaseous oxygen had high performance, a direct injection of LOX with swirl into the combustion chamber of the hybrid rocket engine lowered the performance of the engine, compared to that with gaseous oxygen. In order to clarify this reason, combustion tests of a small PMMA combustor with an inner port diameter of 2 mm were conducted in liquid oxygen flow by comparison with gaseous oxygen flow. Although the oxygen mass fluxes of LOX were about two orders of magnitude larger than those of gaseous oxygen, the fuel regression rate of LOX were remarkably smaller than those of gaseous oxygen. For both liquid and gaseous oxygen, diffusion flames in the port of the grain controlled the combustion process of PMMA in oxygen flow. These results may be explained by the fact that only small amount of LOX vaporized and consumed in the combustion with PMMA while flowing through the port due to relatively larger latent heat of injected liquid oxygen compared to the heat of release by combustion which depended on the burning surface area of PMMA.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.146-153
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• 2004

A Promising new approach to achieve low pollutant emissions and improvement of flame stability is tested experimentally using a cyclone jet hybrid combustor employing both premixed and diffusion combustion mode. Three kinds of nozzle are tested for mixing enhancement of fuel and air. The LNG (Liquified Natural Gas) is used as a fuel. The combustor is operated by two methods. One is DC (Diffusion Combustion) mode generated swirl flow by air as general swirl combustor, and the other is HC (Hybrid Combustion) mode. The HC mode consists of diffusion jet flame of axial direction and premixed cyclone flame of tangential direction in order to stabilized the diffusion jet flame. The results showed that the flame stability of HC mode is significantly enhanced than that of DC mode through the change of mixing characteristics by modifications of fuel nozzle. In addition, the reductions of CO and NOx emission in HC mode, as compared with that for the DC mode, is large than about 50% in stable region. Also, even using the low calorific fuel as $CO_2$-blended gas, it is identified that the cyclone jet hybrid combustor has the high performance of flame stability.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.1-10
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• 2013

본 연구에서는 다이아프램이 설치된 하이브리드 로켓 모터에서 발생하는 큰 압력진동의 가진 요인을 분석하였다. 다이아프램 유 무와 다이아프램 직경, 산화제 유량, 연료 길이 등의 다양한 실험조건을 고려하여 하이브리드 로켓 모터 추진시험을 수행하였고, 하이브리드 로켓 모터 가시화 장치를 이용하여 다이아프램이 삽입된 연소기의 내부 연소장을 가시화 하였다. 이러한 실험을 통해 주요 연소실 압력 가진 요인은 hole-tone인 것으로 판단되고, hole-tone 모델로 예측한 주파수와 추진 시험을 통해 획득한 주요 압력진동 주파수가 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.40-47
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• 2013

하이브리드 로켓은 고체로켓과 매우 흡사한 내부유동 특성을 가지고 있으므로 와류흘림(vortex shedding)은 하이브리드 로켓에서도 연소안정성에 영향을 미치는 중요한 인자로 판단된다. 본 연구에서는 예연소실에서 와류를 발생시켜 연료 표면와류와의 간섭과 연소특성 변화를 관찰하였다. 기본 형상과 디스크를 장착한 실험 결과, 5개의 주파수 특성이 관찰되었으며 이들은 각각 추진제의 열적지연에 의한 주파수, 디스크, 연료 단면, 후연소실 단면 변화에 의한 와류흘림과 관련된 주파수임을 확인하였다. 특히 디스크 1과 3의 결과를 비교해 보면 디스크 위치에 따라 변화하는 와류흘림이 연소실의 특정 주파수 특성과 상호 간섭하여 공진이 발생하기도 하지만, 또 다른 경우에는 어떠한 간섭도 일어나지 않는 것을 확인하였다. 이러한 선택적 공진현상은 하이브리드 로켓의 비선형 연소안정성 발생을 설명할 수 있는 중요한 메카니즘으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권7호
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• pp.576-584
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• 2016

본 연구는 다단 하이브리드 로켓의 낮은 비추력 성능을 향상시키는 방법으로 AP 첨가 추진제를 제안하고 있다. 추진제에 첨가된 AP 첨가비율 변화에 따라 다단 하이브리드 로켓의 비추력 성능 변화와 연료과농 연소특성 변화를 살펴보았으며, 이때 AP 첨가비율은 하이브리드 로켓의 연소 특징을 유지하기 위해 최대 15 wt%로 제한하였다. 결과에 의하면, AP 15 wt% 추진제는 AP 0 wt% 추진제와 비교하여 비추력 성능이 약 3% 향상되었다. 또한, 동일한 연소온도를 유지함에도 불구하고, AP 첨가비율을 증가시키면 산화제 유입량, O/F비 변화량, 그리고 연소압력은 감소하며 반경반향 온도 분포가 좋아지는 등 다단 하이브리드 로켓의 성능향상에 긍정적인 효과가 나타났다. 그러나 오직 AP를 추진제에 첨가하는 것만으로 다단 하이브리드 로켓의 비추력 성능을 일반 화학로켓의 수준으로 향상시키는 것이 매우 어려운 일임을 고려할 때, 추가적으로 금속입자 첨가를 통해 비추력 성능을 향상시킬 계획이다.

• 한국항공운항학회지
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• 제14권1호
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• pp.2-8
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• 2006

Numerical analysis of the flow field in the reactive medium of End-Burring combustor is studied in order to investigate the combustion characteristics of hybrid combustion. The main part of this study is focused on the port diameter effects of oxidizer injector on the temperature distribution within the reactive field. It is found that the case having the largest port diameter(25 mm) delivers the optimum conditions for the design of End-Burring combustor where the predicted temperature field showed the most acceptable distribution.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권3호
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• pp.361-373
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• 2007

In previous work, an approach based on maximizing the efficiency of an internal combustion engine while ignoring the power conversion efficiency of other powertrain components, such as the electric motor and power battery or ultracapacitor, was implemented in the steady-state optimization of an internal combustion engine for hybrid electric vehicles. In this paper, a novel control algorithm was developed and successfully justified as the basis for maximal power conversion efficiency of overall powertrain components. Results indicated that fuel economy improvement by 3.9% compared with the conventional control algorithm under China urban transient-state driving-cycle conditions. In addition, using the view of the novel control algorithm, maximal power generation of the electric motor can be chosen.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제13권4호
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• pp.507-514
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• 2012

The present study is the analyses of what has been attempted and what was understood in terms of improving the regression rate and enlarging the basic understanding of internal flow dynamics. The first part is mainly intended to assess the role of helical grain configuration in the regression rate inside the hybrid rocket motor. To improve the regression rate, a combination of swirl (which is an active method) and helical grain (which is a passive method) was adopted. The second part is devoted to the internal flow dynamics of hybrid rocket combustion. A large eddy simulation was also performed with an objective of understanding the origin of isolated surface roughness patterns seen in several recent experiments. Several turbulent statistics and correlations indicate that the wall injection drastically changes the characteristics of the near-wall turbulence. Contours of instantaneous streamwise velocity in the plane close to the wall clearly show that the structural feature has been significantly altered by the application of wall injection, which is reminiscent of the isolated roughness patterns found in several experiments.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.228-231
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• 2006

일반적으로 하이브리드 추진 연소 특성에서 연소 시간은 실험식의 인자로 고려되지 않는다. 따라서 실험의 변수로써 연소 시간이 하이브리드 연소 특성 및 추진 특성에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 후퇴율은 연소 시간에 따라 감소하나, 연료 질량 유속은 일정한 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.522-525
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• 2009

하이브리드 로켓의 연소 과정에서 DC-shift 현상을 관찰할 수 있다. 이와 같은 현상은 갑작스런 구조적 문제를 일으키거나 추력의 상승 또는 감소를 가져와 추력 성능의 저하를 유발한다. DC-shift 현상에 대한 이해를 통해 하이브리드 로켓의 연소 안정의 조건을 알 수 있다. 이 논문에서는 예-혼합실과 후-연소실을 장착하고 산화제 공급 유동 조건을 달리 함으로서 Negative DC-shift 현상을 유도하고 다양한 산화제 공급 유동 조건에 따른 Negative DC-shift 현상의 발생 조건과 특징에 대하여 알아보았다. Negative DC-shift 현상에 대한 실험적 연구를 통하여 Negative DC-shift 현상의 발생 원인과 현상의 특징에 대해 정의하였다.