• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.30-35
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• 2000

$GO_2$/kerosene을 추진제로 하는 로켓엔진 개발에 사용된 swirl-coaxial injector의 점화초기 및 소염시에 발생하는 파손 원인을 규명하고자 실험용 인젝터를 제작하여 추진제간의 운동량비를 1-12 범위에서 변화시켜가며 화염 부상 거리를 실험적으로 측정하였다. 실험에 사용된 인젝터는 kerosene을 인젝터의 중심에서 접선형 선회기를 통하여 분사되도록 하였으며 그 주위로 $GO_2$를 연소실의 축방향에 수평하게 분사되도록 설계하였다. 연소압을 대기압으로 하여 실험하였으며, 캠코더로 촬영된 이미지로부터 화염의 순간상들을 얻어 측정한 후 이를 평균하여 화염부상거리를 구하였다. 본 연구에서는 추진제간의 운동량비 증가에 따라 화염 부상 거리가 증가함을 알 수 있었으며, 추진제간의 운동량비가 과다하게 커지는 경우 분무에 간섭을 일으켜 인젝터 파손의 원인이 됨을 알 수 있었으며, 안정적인 연소시스템 및 인젝터 설계를 위해서는 점화초기 및 소염시 추진제의 공급운동량을 제어할 수 있는 제어시스템이 필수적임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권1호
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• pp.24-33
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• 2020

본 연구에서는 액체로켓엔진용 동축 와류형 분사기의 연소불안정 특성을 파악하기 위해 기체 추진제를 이용한 모델 연소실험을 수행하였다. 연소실 공진 주파수와 분사기 혼합조건의 영향을 알아보고자, 연소실 길이, 분사기, 리세스 길이, 추진제 혼합비를 변경하면서 연소실 압력섭동을 측정하였다. 실험 결과, 각 실험조건에 따른 압력섭동 변화를 확인하였으며 안정성 매핑을 통해 연소안정성을 평가하였다. 그리고 연소실 길이와 리세스 길이 변화에 따라 종방향 모드 및 켈빈-헬름홀츠 불안정이 발생함을 발견하였다.

• 한국재료학회지
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• 제19권12호
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• pp.692-698
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• 2009

Inconel 718 alloy has excellent mechanical properties at room temperature, high temperature and cryogenic conditions. UTS of base metal is about 900MPa at room temperature; this is increased up to 1300MPa after heat treatment & aging-hardening. Mechanical properties of Inconel 718 Alloy were similar to those shown in the the results for tensile test; mechanical properties of Inconel 718 alloy's GTAW were similar to those of base metal's properties at room temperature. Mechanical properties at cryogenic conditions were better than those at room temperature. Heat-treated Inconel 718, non- filler metal GTAW on Inconel 718 and GTAW used filler metal on Inconel 718's UTS was 1400MPa at cryogenic condition. As a result, the excellent mechanical properties of Inconel 718 alloy under cryogenic conditions was proved through tensile tests under cryogenic conditions. In addition, weldability of Inconel 718 alloy under cryogenic conditions was superior to that of its base-metal. In this case, UTS of hybrid joint (IS-G) at -100$^{\circ}C$ was 900MPa. Consequently, UTS of Inconel 718 alloy is estimated to increase from -100$^{\circ}C$ to a specific temperature below -100$^{\circ}C$. Therefore, Inconel 718 alloy is considered a pertinent material for the production of Lox Pipe under cryogenic conditions.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.267-273
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• 2004

본 논문에서는 강한 압력파동에 구속된 액체 추진제 연소응답의 지배인자를 규명하고 비정상 거동 특성을 평가한다. 외부 압력섭동에 의해 교란된 탄화수소 계열 액체 추진제의 비정상 거동을 수치계산하고 연소응답의 관점에서 분석한다. 2상 사이의 평형을 고려한 1차원 액적기화 모델을 적용하고 압력파동은 인위적인 조화함수식으로 설정한다 외부 기상의 압력과 온도, 액적의 초기 직경과 내부온도, 외부 압력파동의 진폭과 구동 주파수 등 액체 로켓의 주요 설계인자 및 작동변수의 영향을 고찰한다. 본 연구를 통해 외부 압력파동의 구동 주파수와 외부 기상압력은 연소응답의 크기와 위상을 결정하는 지배인자임이 규명된 반면 외부 기상온도, 액적의 초기 직경과 외부온도 및 압력파동의 진폭 등은 연소응답과 약한 상관관계를 갖거나 그 영향이 미미하다. 기화열 섭동의 위상 및 액적표면과 내부의 파동에너지 전파특성이 연소응답의 크기와 위상을 결정한다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.94-103
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• 2016

액체로켓엔진에서의 재생냉각 채널은 높은 온도의 연소가스로부터 연소실 내벽을 효율적으로 냉각하기 위해 사용되며, 냉각채널 설계를 위해서는 열전달 특성과 압력손실 특성을 미리 예측하여야 한다. 본 연구에서는 서로 다른 형상을 갖는 5개의 냉각채널을 설계하고, 커터와 엔드밀로 채널을 제작하였다. 채널을 흐르는 유속과 후단 압력조건을 달리하여 가공방법, 채널 형상, 유동조건에 따른 압력손실을 실험적으로 측정하여 해석결과와 비교를 수행하였다. 동일 형상 및 유동조건에서 커터로 가공된 채널이 엔드밀로 가공된 채널보다 압력손실이 적었다. 또한 채널 형상, 유동조건에 따라 실험결과와 해석결과의 압력손실 비가 달라짐을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.68-76
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• 2016

본 연구는 이원추진제 추력기의 핵심부품에 대한 성능평가의 일환으로, 기체메탄/액체산소를 추진제로 사용하는 스월 동축형 인젝터의 리세스 길이 및 분사압력에 따른 분무특성 파악을 목표로 하였다. 분무형상은 슐리렌 가시화 기법을 이용하여 획득하였고, 슐리렌장치는 광원, 오목거울, 초고속카메라 등으로 구성된다. 내부 인젝터에 의한 액체 분무의 경우 hollow cone 형상을 확인하였으며, 내부 인젝터 오리피스 길이의 증가와 함께 스월강도 감쇠의 영향으로 분무각은 줄어들었다. 기체-액체를 함께 분사할 때, 분무각은 리세스 길이가 증가함에 따라 외부혼합영역에서 증가하지만, 내부혼합영역에서는 작아졌는데, 액체분무 분사 압력의 높고 낮음에 무관하다는 사실을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.106-109
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• 2012

케로신과 액체산소를 추진제로 하는 다단연소 사이클 액체엔진용 산화제 과잉 예연소기를 설계하여 점화시험을 수행하였다. 산화제 과잉 예연소기는 혼합비 60, 20 MPa의 연소압에서 작동하도록 설계되었다. 가압식 연소시험설비에서 안정적 점화를 위해 점화초기 추진제 유량을 변화시켜 점화특성을 비교하였다. 시험결과 점화초기 추진제 공급유량이 많을수록 점화지연시간이 짧아졌으며 점화강도도 높아졌다. 연소실 재생냉각채널 내의 산화제 온도 측정을 통해 점화 시 연소가스가 재생냉각채널로 유입됨을 확인할 수 있었다. 점화 시 발생한 연소가스가 재생냉각채널로 유입되어 재생냉각채널 내산화제 온도를 상승시켜 산화제 공급이 줄어들게 되어 점화지연을 야기한다. 추진제 공급유량이 많을 경우 재생냉각채널 내 산화제가 빠르게 냉각되어 연소실로 원활히 공급되면서 점화지연시간이 짧아진다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.457-460
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• 2012

본 연구는 7톤급 연소기용 분사기 검증을 위한 축소형 연소기의 설계 및 제작에 관한 것이다. 7톤급 연소기의 헤드부는 90개의 동축 와류형 분사기로 구성되며, 연소실은 케로신 재생냉각 일체형 연소기이다. 7톤급 연소기에 적용할 분사기로 차압 및 리세스 수를 달리한 분사기를 설계하였다. 설계된 분사기를 실물형 연소기에 적용하기 전 축소형 연소기에 먼저 적용하여 분사기 작동성 및 성능검증을 하고자 한다. 축소형 연소기는 분사기 19개로 구성되며, 연소압력 70 bar, 총 추진제 유량은 4.3 kg/s, 혼합비는 2.45이다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권2호
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• pp.122-127
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• 2013

고성능 폐회로 액체로켓엔진 시스템에 적용되는 산화제 과잉 예연소기 내에서 발생하는 연소 압력 섭동 데이터에 대한 분석 결과를 수록하였다. 연소실험은 두 단계의 압력 값을 순차적으로 형성하였는데 상대적으로 저압 조건에서만 78 Hz의 특성 주파수를 갖는 자발적인 압력 섭동이 발생하였다. 이와 같은 연소 불안정은 bulk mode에 해당하는 것으로 판단된다. 압력 섭동의 세기는 rms 기준으로 연소실 정압 대비 13.3%에 해당하며, 설계압 구간(19.3 MPa)에서는 매우 안정적인 모습을 보였다. 이와 같은 bulk mode는 연소실 내부에서 특성 압력파의 위상차가 없이 전체 공간에서 압력이 증가와 감소를 반복하는 것으로 Helmholtz 공진기와 비슷한 특성을 보이는 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권9호
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• pp.3085-3099
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• 2021

Investigations of large commercial aircraft impact effect on nuclear power plant (NPP) buildings have been drawing extensive attentions, particularly after the 9/11 event, and this paper aims to numerically assess the damage and vibrations of NPP buildings subjected to aircrafts crash. In Part I of present paper, two shots of reduce-scaled model test of aircraft impact on NPP were conducted based on the large rocket sled loading test platform. In the present part, the numerical simulations of both scaled and prototype aircraft impact on NPP buildings are further performed by adopting the commercial program LS-DYNA. Firstly, the refined finite element (FE) models of both scaled aircraft and NPP models in Part I are established, and the model impact test is numerically simulated. The validities of the adopted numerical algorithm, constitutive model and the corresponding parameters are verified based on the experimental NPP model damages and accelerations. Then, the refined simulations of prototype A380 aircraft impact on a hypothetical NPP building are further carried out. It indicates that the NPP building can totally withstand the impact of A380 at a velocity of 150 m/s, while the accompanied intensive vibrations may still lead to different levels of damage on the nuclear related equipment. Referring to the guideline NEI07-13, a maximum acceleration contour is plotted and the shock damage propagation distances under aircraft impact are assessed, which indicates that the nuclear equipment located within 11.5 m from the impact point may endure malfunction. Finally, by respectively considering the rigid and deformable impacts mainly induced by aircraft engine and fuselage, an improved Riera function is proposed to predict the impact force of aircraft A380.