• 한국연소학회지
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• 제23권1호
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• pp.13-20
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• 2018

Transverse acoustic mode in annular combustion chambers affects air-fuel mixing characteristics in the nozzle and can result in heat release fluctuations in the combustor. In addition, the acoustic mode coupling between the nozzle and the combustion chamber is one of the key parameters determining combustion instability phenomenon in the annular combustor. In this study, acoustic coupling between the nozzle and annular combustor was numerically analyzed using 3D-based in house FEM code. As a result, it was found that the acoustic mode inside the combustion chamber at anti-node locations of the transverse mode was strongly influenced by the nozzle inlet boundary conditions.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.92-100
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• 2000

One method to analyse acoustic modes is proposed to predict the characteristics of acoustic instability in liquid rocket engine. It is based on the similarity between transverse acoustic modes and adopts two-dimensional axisymmetric geometry. Using this method, the first tangential mode in the prototype combustor can be analysed through the analysis of the first radial mode in the model combustor with doubled chamber diameter. Sample numerical calculation is demonstrated applying this method to sample rocket engine and thereby acoustic instabilities of the engine are investigated. The present results show a good agreement with the previous findings. The numerical analysis based on the proposed method is cost-effective and serves as the first approximation to the true solution.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.21-28
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• 2002

This paper intends to investigate the effects of speed fluctuation caused by the cogging torque in permanent magnetic motors on the stability of the transverse vibration for a spinning disk. Based on the Kirchhoff\`s plate theory and the assumed mode methods, a set of discretized equations of motion were derived for an annular disk rotating with a harmonically varying speed. Then, a perturbation method using the multiple time scales was employed and stability boundaries were determined explicitly in terms of the magnitude and frequency of speed fluctuation, a nominal sped and the modal characteristics of the disk. It is found that parametric resonance occurs at several speed ranges and a single mode or a combination of two modes are involved to cause instability. It is also observed that unstable regions become broadened as the spinning speed increases or two modes are combined in parametric instability. As numerical simulations, stability analysis of a conventional CD-ROM drive was performed. Results of this work can e used as guidelines for motor design and operations with low vibration.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.167-171
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• 2003

Acoustic characteristics of baffled combustion chamber to elucidate suppressing effect of baffle on combustion instability are numerically investigated by linear acoustic analysis. A hub-blade baffle of 5 blades is selected as a candidate one and five variants of baffles with various configuration are designed. Resonant-frequency shift and damping factor are analyzed quantitatively as damping parameters. When the hub is located radially at the pressure node, the decrease of resonant frequency and increase of damping factor in 1R mode are dominant. But sub-1T mode is formed within hub, therefore, there would be a possibility of initiating 1T mode in unbaffled region, which would occur another problem. For smaller hub size, four kinds of axial baffle length is selected. As the axial baffle length increases, resonant frequency shift and increase of damping factor of transverse acoustic modes is obtained. Especially, two close acoustic modes such as 1L and 1T could be overlapped for a certain axial length, resulting in extreme increase of damping factor. The present study based on linear acoustic analysis is expected to be a useful confirming tool to predict acoustic field and design a passive control devices such as baffle and acoustic cavity.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제8권2호
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• pp.193-205
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• 1999

A formulation for the dynamic stability analysis of cylindrical shells resting on elastic foundations is presented. In this previously not studied problem, a normal-mode expansion of the partial differential equations of motion, which includes the effects of the foundation as well as a harmonic axial loading, yields a system of Mathieu-Hill equations the stability of which is analyzed using Bolotin's method. The present study examines the effects of the elastic foundation on the instability regions of the cylindrical shell for the transverse, longitudinal and circumferential modes.

• 한국광학회지
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• 제32권4호
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• pp.187-194
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• 2021

본 논문에서는 주 증폭기가 양방향 펌핑 방식인 MOPA (master oscillator power amplifier) 협대역 고출력 광섬유 레이저를 제작하였으며, 제작된 레이저의 출력 특성을 연구하였다. 이터븀이 도핑된 코어 25 ㎛, 클래드 400 ㎛ 편광 유지 광섬유를 사용하여 주 증폭부를 제작하였으며, 신호 광원은 PRBS (pseudo-random binary sequence) 신호에 의해 위상 변조된 3 GHz, 10 GHz의 선폭을 갖는 광원을 사용하였다. 3 GHz의 선폭을 가진 신호 광원을 이용하여 순방향과 역방향 펌프 비율을 조절하며 SBS (stimulated Brillouin scattering) 특성을 분석하였다. 10 GHz의 선폭을 가진 신호 광원을 이용하여 주 증폭기의 펌핑 비율에 따른 TMI 특성을 분석하였다. 순방향 및 역방향 펌프 비율을 1.6:1로 입사시켰을 때 주 증폭기의 출력을 1 kW까지 증폭하였으며, 기울기 효율과 빔 품질(M²)은 각각 80%, 1.36으로 측정되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.49-56
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• 2017

본 연구에서는 환형 시스템에서 열음향 문제를 모델링하기 위하여 자체 3D 유한요소해석을 모델 개발을 통하여 음향장을 해석하였고, 다양한 음향 모드를 벤치마크 연소기의 실험 결과와 비교/검증하였다. 비교 결과, 본 해석에서 사용된 음향장 해석 코드는 환형 시스템에서 실험으로 계측된 다양한 음향모드들을 예측하는데 성공하였다. 또한 연소실의 횡방향 모드는 노즐의 음향 경계 조건의 영향을 크게 받게 되고, 노즐에서의 압력 분포 역시 연소실의 압력장과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.945-952
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• 2004

Acoustic characteristics of combustion chamber having various baffle configurations are numerically investigated by linear acoustic analysis to suggest reliable baffle specifications in first stage of KSLV-I. To determine the configuration of baffles, an acoustic modal analysis as well as the macroscopic analysis has been done. Hub has another effect of suppressing transverse acoustic mode by confining flow in baffled compartment over general effect of increase in acoustic damping of radial acoustic modes. So, a sufficient number of hub needs to be installed to obtain acoustic damping capacity. 3-blade configuration designed to suppress the first tangential mode has relatively low damping capacity, compared to 5 or 6-blade one. Optimum value of axial baffle length has been determined by comparing acoustic characteristics of combustion chamber having various baffle lengths.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.43-49
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• 2007

회전원판의 동적 불안정성은 회전속도를 제한하는 가장 중요한 요인이다. 복합재료를 회전원판에 적용시킬 경우 동적 안정성을 증가시킬 수 있어 경량화와 고속화를 동시에 이룰 수 있다. 티모쉔코 효과라고 불리는 횡전단변형과 회전관성이 판 구조물의 동적거동에 미치는 영향은 많은 연구가 진행되어왔으나 원판의 회전이 이 효과에 미치는 영향에 대한 연구는 극히 제한적이며 복합재료 원판의 경우는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 티모쉔코 효과를 고려한 직교이방성 회전원판의 동적 방정식을 유도하였으며 상용 유한요소 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 특정 모드에서는 일반적으로 알려진 바와는 달리 회전수의 증가에 따라 티모쉔코 효과가 감소하다 증가하는 현상을 보였다. 또한 데이터만을 기초로 회전증가에 따른 티모쉔코 효과의 감소는 두께비가 작아질수록 증가하고, 반경비, 탄성계수 대 전단계수 비, 진동 모드 수가 커질수록 증가하는 것으로 결론지을 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제15권4호
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• pp.105-112
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• 1996

고온 고압의 액체 로켓 엔진 연소실 설계에서 연소 불안정 현상은 항상 큰 문제로 인식되어 왔다. 이 문제의 근본적인 원인은 연소로 인한 급격한 열 방출에 기인하며 연소 과정에서 생기는 아주 작은 소음이 연소실 내의 음향모드와 상이 일치하면서 연소실 내의 압력이 급격히 높아져 엔진의 파손까지도 가져오게 한다. 본 연구는 이러한 연소 불안정 현상을 제거하기 위해 사용되는 안정화 장치로서 배플이 어떻게 로켓 연소실의 안정화에 도움을 주는가에 대한 이론적인 배경을 제공하는데 그 주안점을 두어 베플이 부착된 연소실에 대하여 음향해석을 행하여 배플을 사용함으로 인한 여러 가지 특이한 효과들이 연소 불안정 현상을 제거하는 중요한 메카니즘으로 작용함을 밝혀 내었다. 이중 대표적인 것으로는 첫째, 배플 격실내에서 횡모드 음향파가 종모드화되는 경향이며, 둘째, 연료 분사면 주위에서 불안정 유동이 극히 억제되는 현상과, 셋째로 연소실 내의 정상모드 진동수가 감소되는 현상등이다.