• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.86-100
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• 1998

The impingement of the fuel spray on the wall within the combustion chamber in compact high-pressure injection engines and on the intake port wall in port-fuel-inje- ction type engines is unavoidable. It is important to understand the characteristics of impinging spray because it influences on the rate of fuel evaporation and droplet distrib- ution etc. In this study, the numerical study for the characteristics of spray/wall interaction is performed to test the applicability and reliability of spray/wall impingement models. The impingement models used are stick model, reflect model, jet model and Watkins and Park's model. The head of wall-jet eminating radilly outward from the spray impingement site contains a vortex. Small droplets are deflected away from the wall by the stagnation flow field and the gas wall-jet flow. While the larger droplets with correspondingly higher momentum are impinged on the wall surface and them are moved along the wall and are rolled up by wall-jet vortex. Using the Watkins and Park's model the predicted results show the most reasonable trend. The rate of increase of spread and the height of the developing wall-spray is predicted to decrease with increased ambient pressure(gas density).

• 한국추진공학회지
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• 제5권3호
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• pp.41-51
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• 2001

Split-triplet(F-O-O-F)형의 분사기 요소를 장착한 KSR-III 액체 로켓엔진의 성능과 연소장을 고찰하기 위해 수치해석을 수행하였다. 방사형 분사기 배열의 액체 로켓엔진의 수치해석 검증을 위해 2차원 축대칭과 3차원 계산을 수행하여 연소시험 결과와 비교하였다. 2차원 축대칭 계산과 3차원 해석을 통하여 성능 측면에서 오차가 약 3∼5% 정도의 정확도를 유지하며 예측하는 것을 볼 수 있었다. 3차원 해석에서는 연소장을 해석하여 분사기 면의 온도 분포가 연소 시험결과와 정성적으로 일치하는 것을 볼 수 있었다. 또한 충돌각의 감소와 분사기 배열의 직교-방사형으로 변경이 방사형 분사기배열의 국부적인 고온 영역을 감소시키며 성능에도 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다. 이러한 해석을 통하여 분사기 배열과 충돌각 선정이 액체 로켓엔진의 성능과 연소장에 영향을 미치는 중요한 요인이 됨을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.71-78
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• 2015

LNG 선박에서 발생하는 슬로싱 충격하중은 다상유동 및 기체의 압축효과에 따라 CCS에서 발생하는 압력과 구조응답에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 슬로싱 운동 시 LNG의 유동에 의해 발생하는 슬로싱 충격을 시뮬레이션하기 위해서 다상유동을 적용한 수치해석 모델을 제시하였으며, 그 결과를 실험과 비교하여 타당성을 검토하였다. 또한 효율적인 구조 응답 계산을 위해 분사모델을 이용한 유체구조 연성해석 방법에 대해서 검토하고 멤브레인형 Mark III 화물창의 강도평가에 적용하여 LNG 화물창의 강도평가를 위한 가능성을 검토하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권4호
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• pp.67-74
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• 1999

고체 물체 표면이나 지표면에 초음속 제트가 충돌할 때 발생되는 문제들은 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 수직 이/착륙기, 제트 엔진의 배기가스, 가스터빈 블레이드, 지상 로켓 발사 등의 다양한 상황에서 일어나며 이러한 충돌제트의 유동은 아음속과 초음속 혼합영역, 충격파가 교차하는 영역, 팽창파, 난류 전단층 등의 매우 복잡한 구조를 이루고 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 출구마하수 2, 축소-확대형 초음속 노즐을 통해 과소 팽창된 제트가 수직, 경사평판에 부딪힐 때 형성되는 표면압력분포 및 유동가시화 등을 초음속 유동시험장치를 이용하여 연구하였다. 평판에서의 최대압력은 수직일 경우보다 경사졌을 때 훨씬 더 컸으며, 이는 여러 충격파를 통한 압력 회복 때문이다. 또한, 평판이 자유제트의 첫 번째 충격파 셀 내에 위치할 때 과소 팽창비에 따른 표면압력분포는 서로 유사한 경향을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1115-1125
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• 1997

Experiments have been conducted to obtain local and average heat transfer coefficients associated with impingement of a row of circular, free surface-water jets on a constant heat flux surface. Nozzle arrays are a row of 3 jets (nozzle dia.=4.6 mm) and a row of 5 jets (nozzle dia.=3.6 mm), and the nozzle configuration is Reverse cone type revealed good performance in heat transfer. Nozzle-to-plate spacings ranging from 16 mm to 80 mm were investigated for two jet center to center spacings 25 mm and 37.5 mm in the jet velocity of 3 m/s (R $e_{D}$=27000) to 8 m/s (R $e_{D}$=70000). For a row of 3 jets and a row of 5 jets, the stagnation heat transfer of the central jet is lower than that of adjacent jets. In the wall jet region between jets, for small nozzle-to-plate spacing and large jet velocity, the local maximum in the Nusselt number was observed, however, for small jet velocity or large nozzle-to-plate spacing, the local maximum was not observed. Except for the condition of $V_{O}$=8 m/s and H/D=10, the average Nusselt number reveals the following ranking: a row of 5 jets, a row of 3 jets, single jet. For a row of 3 jet, the maximum average Nusselt number occurs at H/D=8 ~ 10, and for a row of 5 jets, it occurs at H/D=2 ~ 4. Compared with the single jet, enhancement of average heat transfer for a row of 3 jets is approximately 1.52 ~ 2.28 times, and 1.69 ~ 3.75 times for a row of 5 jets.ets.s.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.120-125
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• 2002

KSR-III 축소(I) 기본형 엔진에 대한 연소 시험을 실시한 결과 분사면의 내열 특성이 불량한 것으로 판명되었으며, 이에 기본형 엔진의 설계를 다각도로 수정한 축소(I) 수정형 엔진을 제작하게 되었다. 주요 설계 파라미터는 주분사기의 배열, 주분사기의 충돌각, 열차폐코팅이었으며 이들에 대한 시험적 연구를 수행하고 각 디자인에 대한 엔진 성능 및 내열 성능을 비교하였다. 내열 성능은 직교배열의 경우, 주분사기 충돌각이 작은 경우, 열차폐 코팅이 있는 경우 향상되는 경향을 보였으며, 일부는 30초 시험을 통해서 적절한 내열 성능을 보여주었다. 그에 따른 엔진 성능의 변화를 살펴보면 5% 범위 이내에서 성능 차이를 보이는데, 방사배열의 경우가 직교배열의 경우보다 성능이 높고, 주분사기 충돌각 $15^{\circ}$의 경우가 $20^{\circ}$의 경우보다 오히려 높게 나타났다. 또한, 저주파 연소불안정성의 측면에서는 충돌각이 작을수록, 방사형 배열보다는 직교형 배열의 경우 불안정 특성이 큰 것으로 판명되었다. 이러한 내열 성능 및 엔진 성능의 변화는 분무 특성의 변화 및 이에 의한 화염 구조의 변화에 기인하는 것으로 보이며, 보다 심도 있는 분석을 위해 추가적인 연구가 필요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권6호
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• pp.779-787
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• 2002

The cooling heat transfer by impinging water spray jets on a rotating roll with a relatively large diameter has been investigated under various experimental conditions with 3 different sizes of flat type nozzle. The local heat transfer coefficients were calculated by finite difference method using measured surface temperatures of the circular cylinder as boundary conditions. Results show that a peak value of the heat transfer coefficient is located at the center of sprayed area and there may be a secondary peak at the downstream. The average heat transfer coefficients on the sprayed area were found to be 10 to 22 ㎾/$m^2$$^{\circ}C$, and were not related to spraying pressure, but approximately linearly to flow rate of sprayed water. Also it is found that increasing the distance from roll to nozzle could improve the cooling efficiency by increasing the sprayed area.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.1-8
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• 1999

$H_2$O/Kerosene을 사용하여 Unlike 충돌형 인젝터(FOOF형)에서 산화제와 연료의 운동량비 변화에 따른 혼합효율을 측정하였다. 모의 추진제의 운동량비 1.5(총혼합비 1.89)에서 혼합성능은 최대 값을 나타내었으며 모의 추진제의 실험결과는 실제 추진제인 LOX/Kerosene에 적용하여 혼합특성속도 효율을 예측하였다 연구 결과 혼합특성속도 효율은 운동량비 2.0에서 최대 값을 나타내었다. 이러한 예측은 실제 연소실험을 통하여 얻어진 연소효율과 약간의 차이는 있으나 초기설계자료로서 충분한 가치가 있는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권4호
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• pp.1395-1405
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• 1996

The purpose of this experimental research is to investigate the local heat transfer characteristics in the upward free water jet impinged on a downward flat plate of uniform heat flux. The inner shape of rectangular nozzle used was sine curve type and its contraction ratio of inlet to outlet area was five. Experimental parameters considered were Reynolds number, nozzle exit-flat plate distance, and level of supplementary water. Local Nusselt number was influenced by Reynolds number, Prandtl number, supplementary water level, and distance between the nozzle exit and flat plate. Within the impingement region, the Nusselt number has a maximum value on the nozzle center axis and decreases monotonically outward from center. Outside of the impingement region, on the other hand, the Nusselt number has a secondary peak near the position where the distance from nozzle center reaches four times the nozzle width. However if nozzle exit velocity exceeds 6.2 m/s, the secondary peak appears also in the impingement region. The empirical equation for the stagnation heat transfer is a function of Prandtl, Reynolds, and axial distance from the nozzle exit. The optimum level of supplementary water to augment the heat transfer rate at stagnation point was found to be twice the nozzle width.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.36-45
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• 2000

지금까지의 충돌분무에 대한 연구는 제트의 충돌시 형성되는 액막의 분열 과정을 이해하고 이를 모델링하는데 초점을 두어왔기 때문에 실질적으로 연소 효율에 가장 큰 영향을 미치는 연료의 공간분포 특성에 대한 연구가 부족하였다. 따라서 본 연구에서는 like-doublet 충돌분사 노즐을 사용하여 연료 유량 플럭스의 단면분포 특성을 연구하였다. PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)를 통해 액적의 크기를 측정한 기존의 방법은 연료의 평면적인 분포특성을 이해하는데 상당히 제한적이었기 때문에 평면 레이저 유도형광기법(PLE : Planar Laser Induced Fluorescence)을 이용하여 분무의 단면 분포를 측정하였고, 직접사진을 통하여 액적의 크기도 측정하여 PLIF의 결과와 비교하였다.