• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.382-386
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• 2009

극심한 작동환경에 노출되는 부품은 일반적으로 수명이 줄어들게 된다. 액체로켓의 터보펌프는 높은 회전속도로 인한 높은 원심력과 높은 온도와 같은 환경에서 작동한다. 이와 같은 환경에서 작동하는 터보펌프는 극심한 피로와 크리프의 영향으로 재료의 내구성이 떨어지게 된다. 75톤급 터보펌프 터빈의 내구성을 확보하기 위하여 피로와 크리프의 영향을 고려한 손상률을 계산하였다. 터보펌프 피로해석에는 ABAQUS/CAE와 MSC.Fatigue를 사용하여 해석을 수행하였으며, 크리프 해석을 수행하기 위해서 Larson-Miller parameter 곡선과 로빈슨 법칙을 사용하였다. 본 연구에서는 터보펌프의 터빈에 대한 내구성을 확보하기 위하여 피로의 영향과 크리프의 영향을 비교, 분석하였다.

• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.31-39
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• 1999

OFO, FOF 삼중 충돌형 및 FOOF 이중 분리 충돌형 분무연소장의 3차원 수치해석을 통한 연소성능 예측 및 성능설계 방법에 대하여 고찰하였다. 예조건화 압축성 유동 지배방정식과 저 레이놀즈수 $\kappa$-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 바탕으로 LU-SGS 기법을 사용하여 시간적분 하였으며 분무과정은 DSF 방법을 사용하여 모사하였다. n-heptane 액적과 공기를 연료와 산화제로 하는 액체 추진기관 내에서의 분무 연소장을 계산하였으며 연소에서의 난류의 영향은 eddy 소산모델을 사용하여 모사하였다. 분무연소장의 특성과 연소성능이 비교되었으며, 계산 결과 FOF 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 우수한 반면, OFO 삼중 충돌형 분사기의 성능이 가장 저조한 것으로 나타났다. 연소효율에 중대한 영향을 미치는 파라미터로는 운동량비에 따른 초기 분무 액적의 평균직경과 혼합효율임을 확인하였다. 연소효율은 초기 분무 액적의 평균직경과 반비례, 혼합효율에 비례하여 증가되며, 산화제/연료 혼합비도 비례하여 상승하나, 일정 운동량비 이상에서는 감소되는 것으로 나타났다. 각 분사기 형태에서 운동량비에 따른 연소효율의 변화는 혼합효율의 변화와 동일한 경향을 보이며 그 크기는 분무 액적의 평균직경에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.26-37
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• 2011

30톤급 액체로켓엔진 연소기의 개발 기술을 바탕으로 75톤급 기술검증용 내열재 연소기를 제작하였다. 내열재 연소기의 수력학적 특성은 저유량 조건의 수류시험과 점화시험을 통해 점검하였고, 시험결과 수력학적 기능이 양호함을 보여 주었다. 정적조건의 작동성 측면에서 점화링을 이용한 측면 점화방식 역시 적합한 점화기능을 보여 주었다. 그러나 동특성 측면에서 나타나는 특정 주파수의 생성 및 소멸 현상을 이해하기 위한 면밀한 검토가 요구된다. 이를 위해서는 75톤급 연소기의 정격조건에서 연소 시험이 가능한 대형 연소시험설비가 조속히 구축되어야 할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.45-50
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• 2010

연료링의 위치 및 열차폐 코팅의 종류에 따른 연소기의 재생냉각 특성을 검토하였다. 연료링을 노즐의 중간 부분에 위치시키고 냉각채널을 분기시켜서 설계하는 방법이 열적으로 타당함을 확인하였다. 또한 복합재를 이용한 노즐확장부가 적용 가능한 기술적 상황이라면, 팽창비가 높고 열유속이 낮은 노즐 후류 부분은 이를 이용하는 것이 매우 적절하다고 판단된다. 적용 가능한 열차폐 코팅 중에서 30톤급 연소기 및 가스발생기 개발과정에서 사용했던 $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$과 내산화성이 우수한 Ni/Cr을 고려하였다. 내산화성이 우수한 Ni/Cr에 비해 세라믹 코팅($Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$)이 열차폐 효과가 우수한 것으로 파악되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.8-14
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• 2010

액체로켓 엔진 개발을 위한 재생냉각 연소기의 연소시험이 연소실 압력 30 bar, 60 bar 조건에서 수행되었다. 본 논문에서는 추진제 매니폴드 및 연소실에 설치된 동압 센서에서 얻어진 압력 섭동 결과에 대해 분석하였다. 60 bar 연소시험과는 달리 30 bar 연소시험에서는 150 Hz 대역의 저주파 섭동이 지속적으로 관찰되었다. 이러한 저주파 섭동은 산화제/연료 매니폴드와 연동을 하고 있었다. 하지만 30 bar 연소시험에서도 연소실 내 압력 섭동의 RMS 값은 연소실 압력의 0.8 % 수준으로 연소 안정성 범위 안에서 연소기가 작동함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.121-127
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• 2007

본 연구에서는 발사체 추진제 탱크에 적용되는 압력 릴리프 밸브에 대한 모델링 방법을 제시하였다. 압력 릴리프 밸브의 유동저항은 밸브 스탬의 정지 위치에 대한 이동거리에 의해서 결정된다. 밸브 스탬의 위치는 스탬의 질량, 스프링의 탄성계수, 마찰저항, 차압 등에 의존하며 일반적으로 시스탬 운용 시간에 걸쳐 변하게 된다. 본 연구에서는 이러한 밸브 스템부 운동 및 그에 따른 유동저항의 천이를 제시하였다. 다른 종류의 밸브와는 달리 압력 릴리프 밸브는 일반적으로 밸브 전 후단의 차압이 크기 때문에 밸브목 근처에서 유량이 음속에 의해 제한되는 쵸킹 현상이 발생한다. 따라서 압력릴리프 밸브 설계 시에는 이러한 쵸킹 현상을 고려해야 하며 본 논문에서는 쵸킹을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대한 결과를 비교하여 제시하였다. 또한 스탬부 직경 및 스프링 탄성계수에 의한 밸브의 벤트 성능을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.7-12
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• 2007

액체로켓엔진에서 고주파 연소불안정을 제어하기 위하여 다단 접선 유입구를 갖는 스월 인젝터를 분석하였다. 음향흡수자로서 인젝터의 효과를 분석하기 위하여 인젝터는 1/4 파장 공명기로 해석하였고, 상온에서 감쇠 효과의 적합성을 검증하였다. 이러한 인젝터는 모델 챔버의 고유주파수에 동조 시킬 수 있는 고유주파수를 갖게 된다. 각각의 모드에 동조된 인젝터를 배(anti-node point)에 장착하여야만, 타겟모드의 진폭을 감소시킬 수 있었고, 큰 지름의 인젝터를 사용하였을 때 보다 큰 진폭의 감쇠를 동반하면서 모드 분리 현상이 나타났다. 이러한 실험 결과로부터 타겟모드에 동조된 인젝터를 적당한 볼륨으로 배(anti-node point)에 장착한다면, 모드 진폭이 감쇠하게 되고, 완전한 배(anti-node point)에서는 모드분리현상이 발생됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.74-84
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• 2005

본 논문에서는 AMESim(상용 소프트웨어)을 이용, 개방형 터보펌프식 엔진시스템을 모델로 하여 산업용 제어밸브를 적용한 시스템의 특성을 미리 확인하였다. 그 결과물을 토대로 하여 앞으로 발사체 제어밸브 개발할 계획이며, 밸브와 연계된 제어 및 밸브시험을 위한 설비 특성을 예측해 보았다. 시스템시험을 위해 장착할 각 산업용 제어밸브의 PID 값을 찾고자 하였으며, PI 및 PID 제어 방식을 이용하여 제어밸브의 과도 및 정상상태의 유동특성을 비교분석하였다. 제어밸브를 이용하여 추력제어 및 TDS 구현을 목적으로 하는 밸브설계와 시스템의 종합 모사시험을 위한 설비의 설계 조건을 또한 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.428-432
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• 2010

연소기 챔버 노즐확장부 외피구조물의 성형특성에 대한 연구를 수행하였다. 노즐확장부 외피구조물의 제작에 사용되는 냉간압연 판재가 갖는 이방성 특성을 확인하기 위하여 세 가지 방향의 시편을 제작하여 인장시험을 수행하였으며, 그 결과를 이용하여 Lankford 값을 얻어 구조해석에 적용하였다. 실물형 연소기에 사용될 노즐확장부 외피구조물의 제작 및 성형공정을 통하여 외피구조물의 성형특성을 확인하였으며, 성형으로 얻은 변형률들을 구조해석 결과들과 비교하였다. 본 연구에서 얻은 결과들은 확대비가 더 큰 노즐확장부 제작을 위한 치구 및 성형공정의 설계에 활용될 예정이다.