• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.185-192
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• 2010

75톤급 터보펌프를 대상으로 한 속도복합형 터빈과 설계회전수를 50% 증가시킨 30톤급 터보펌프 터빈 적용을 위한을 압력복합형 터빈 설계를 수행하였다. 속도복합형 터빈의 경우 1차원설계-유동해석-1차원설계의 반복적인 설계과정을 통해 원형노즐을 적용한 2열 초음속 충동터빈의 특성을 파악하였으며 최종적으로 기본형인 1열 충동형 터빈 대비 비출력 23.1% 향상, 무게 5% 감소된 ver. 14h 모델을 완성하였다. 압력복합형 터빈은 에너지 회수 비율, 2단 노즐 출구각, 2단 노즐 누설유량, 단별 출력 비율 등의 새로운 인자의 고려하여 각 변수의 성능에 미치는 영향을 검토하였으며 1차원 해석 기준 비출력이 36%가 증대되고 무게는 51% 감소한 터빈을 설계하였다. 압력복합형 터빈의 높은 성능을 위해서는 1단 및 2단 노즐의 형상설계가 매우 중요할 것으로 판단되며 유동해석을 통해 최적화할 예정이다.

• 한국분무공학회지
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• 제7권3호
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• pp.38-44
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• 2002

The purpose of this study is to investigate the effect of the volume fraction of water and injection pressure on the spray characteristics of water/oil emulsified fuel injected from the pressure swirl atomizer. The mixture of light oil and water by using impeller mixer was performed. The spray characteristics such as SMD and velocity were measured using PDPA. The injection pressures were 7.5, 100, 200 and $300kgt/cm^2$ and volume fractions of water in emulsified fuel were 0, 10, 20 and 30%, respectively. The measurement sections were at 30, 60 and 90mm from injection nozzle tip. SMD and velocity of emulsified fuel were larger gradually by increasing the volume fraction of water in emulsified fuel. The spray angle was decreased and axial velocity was increased with increase in water content. It was found that the relative SMD ratio was increased more greatly than the relative axial velocity ratio in super critical pressure. The relative SMD ratio was increased and the relative axial velocity ratio was decreased with increase injection pressure at spray downstream.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.9-17
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• 2013

Gas-solid suspension 유동에서의 입자운동과 그 운동이 유동장에 미치는 영향을 명시하고, 이 유동에 대한 이해를 얻기 위해 많은 연구가 수행 되어 왔다. 본 논문에서는 gas-solid suspension 유동에 대한 노즐의 입구/출구 압력비, 입자/기체 부하, 입자의 직경에 따른 영향 등을 연구하기 위한 분석적 모델을 개발 하였다. 노즐을 통한 유량, Mach수, 추력계수 및 정압 변화에 대한 입자/기체 부하의 영향을 분석하였다. 그 결과로부터 입자의 존재로 인해 충격파의 강도가 줄어드는 것으로 판단되며, 입자직경이 커질수록 속도는 작아지고, slip velocity는 커지게 될 것이다. 또한, 더 작은 직경의 입자에 대한 suspension 유동은 이상기체에 대한 단상유동의 결과와 같은 경향이 나타나며, 주위 압력에 따라 더 큰 입자/기체 부하나 배압비에 대한 추력계수가 더 크게 나타났다.

• International Journal of Safety
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• 제3권1호
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• pp.15-19
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• 2004

A new tower internal, which is called CSE, is presented. The CSE is composed of a nozzle perforated in its bottom along the entire periphery and equipped with a multi vane axial swirler at the inlet and hollow cylindrical separator at the outlet of the nozzle. According to the experimental work for obtaining the necessary hydraulic information of the CSE, which is used for preliminary design of a separation column, the CSE showed a stable operation over the wide rage of gas/liquid ratio. However, it caused large pressure drop due to the high gas velocity which should carry liquid droplets through the element. The high pressure drop may cause problems in energy recovery and the application of the CSE can be limited to the high pressure columns. Assuming that the tray efficiency of the CSE is the same with the existing separation columns, the results of the column design showed the size reduction of the column diameters by 30 to $40\%$ and investment cost saving, depending on operating conditions. The application of the CSE to separation column may also contribute to the de-bottlenecking the existing column.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.349-352
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• 2008

수축-확대 초음속 노즐 내부에 분출된 이차제트에 의한 추력편향 제어에 관한 실험적, 수치적 연구가 진행되었다. 특정위치(노즐 목으로부터 12mm 떨어진 곳)에서 분출되는 이차제트 유동전압이 변화할 때 나타나는 제트유동의 추력편향 특성이 관찰되었다. 수치해석 결과는 동일한 경계조건에서 수행된 과거 연구결과 및 본 연구에서 수행된 쉴러린 유동가시화 결과와 비교되었으며, 정성적으로 좋은 일치를 나타냈다. 추력편향의 특성은 노즐 내부의 경사충격파의 반사구조, 즉, 이차제트 압력비 SPR의 크기에 관계되어 있음이 관찰되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.24-32
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• 2019

유체 추력벡터 제어에서 이중목 노즐 개념의 이용 가능성을 조사하기 위하여, 초음속 노즐에서 수치해석을 수행하였다. 수치해석 검증에서 SST $k-{\omega}$ 난류모델을 사용하여 실험결과를 잘 구현하였다. 광범위한 노즐 압력비와 분사 압력비에서 편향각도, 시스템의 전체 추력비 및 추력 효율을 조사하였다. 본 연구에서 이중목 노즐의 추력벡터제어 시스템의 성능 변화는 2차원 계산영역에서 명확하게 설명되었다. 본 연구에서 얻어진 결과들은 유체추력벡터제어 분야에 중요한 기초자료를 제공할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권2호
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• pp.214-223
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• 2005

The characteristics of flow on two parallel plane jets was experimentally investigated. The two nozzles each with an aspect ratio of 20 were separated by 6 nozzle widths. Reynolds number based on nozzle width was set to 5,000 by nozzle exit velocity. The particle image velocimetry and pressure transducer were employed to measure turbulent velocity components and mean static pressure, respectively. In case of unventilated parallel plane jets, it was shown that a recirculation zone with sub-atmospheric static pressure was bounded by the inner shear layers of the individual jets and the nozzles plated. There was no recirculation zone in the ventilated parallel plane jets. It was found that the spanwise turbulent intensities of unventilated jets were higher than those of ventilated jets because of the interaction of jets, and the streamwise turbulent intensities of ventilated jets were higher than those of unventilated jets because of the effect of entrainment.

• 한국안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.18-23
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• 2014

Foam extinguishing agent is widely used for extinguishing combustible liquid fires. Compared to other foam type extinguishing agents, protein foam has relatively low cost and low toxicity and produces stable foam blanket which is excellent in heat resistance and sealability, despite it has weak fluidity. Therefore the study investigated foaming characteristics followed by various factors affecting the fluidity of the protein foam extinguishing agent. The extinguishing characteristics differentiated by the changes in fluidity were also experimented. Foaming performance was compared by measuring the expansion ratio and the 25% drainage time. Moreover, the 25% drainage time and the extinguishing time was compared. The results showed that the 25% drainage time and the expansion ratio were increased as the pressure of nozzle and the concentration of hydrolyzed protein liquid enlarged. However the foaming and extinguishing performance were not improved when the condition exceeded certain level of pressure and concentration. The fastest fire extinguishing condition was the nozzle pressure 4bar with the 85wt.% of concentration of hydrolyzed protein liquid.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.153-156
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• 2008

고공 환경에서의 점화 연소 특성을 확인하기 위해 선행되어야 할 저압/저온 환경 모사 및 연료 유량 제어 실험을 수행하였다. 저압 환경을 모사하기 위하여 초음속 디퓨저를 이용하였고, 공기 유량 공급 및 디퓨저 1차 전단 노즐 압력에 따라 다양한 고도의 저압 환경을 조성할 수 있음을 확인하였다. 또한 저온 환경을 모사하기 위해 액체 질소를 이용한 열교환기를 활용하였고, 혼합 탱크로 유입되는 극저온/상온 공기 온도 조건을 일정하게 유지할 경우 다양한 공기 유량 조건에서 혼합 공기의 온도는 극저온/상온 공기의 혼합비에 의해 결정됨을 알 수 있었다. 이에 따라 본 연구에서 구축한 고고도 환경 모사 시스템을 활용하여 다양한 고도 조건에서의 점화 및 연소 특성 실험 수행이 가능함을 입증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.289-292
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• 2008

Highly over-expanded nozzle of the rocket engines will be excited by non-axial forces due to flow separation at sea level operations. Since rocket engines are designed to produce axial thrust to power the vehicle, non-axial static and/or dynamic forces are not desirable. Several engine failures were attributed to the side loads. Present work investigate the unsteady flow in an over-expanded rocket nozzle in order to estimate side load during a shutdown/starting. Numerical computations has been carried out with density based solver on multi-block structured grid. Present solver is explicit in time and unsteady time step is calculated using dual time step approach. AUSMDV is considered as a numerical scheme for the flux calculations. One equation Spalart-Allmaras turbulence model is selected. Results presented here is for two nozzle pressure ratio i.e. 100 and 20. At 100 NPR, restricted shock separation (RSS) pattern is observed while, 20 NPR shows free shock separation (FSS) pattern. Side load is observed during the transition of separation pattern at different NPR.