• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.316-319
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• 2008

A computational analysis has been conducted on the compressible flow in the turbine exhaust nozzle of the gas generator cycle liquid rocket engine. The commercial CFD code Fluent has been used. Four nozzle designs have been compared to select the turbine exhaust nozzle concept. Three candidates with single nozzle have comparable performance. The model with bifurcated nozzles shows significant performance loss. However it will be better in the view of balanced thrust distribution because of its symmetric geometry.

• 한국주조공학회지
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• 제38권2호
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• pp.48-54
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• 2018

To improve the durability of the turbocharger, it is important to suppress cracking of the turbine housing; therefore, we investigated the initiation and growth of these cracks. First, we initiated a crack in the turbine housing using endurance experiments. After the endurance test, cracks mainly occurred in the valve seat, the nozzle area, and the scroll part of the turbine housing. The results of a fracture analysis of the cracks showed that cracks in the valve seat were initiated by fatigue fracture. This seems to be caused by the accumulation of mechanical and thermal stresses due to vibration of the turbine wheel and high-temperature exhaust gas. Also, cracks in nozzle and scroll area were initiated by intergranular corrosion due to the exhaust gas. Thus, although there are differences in the cause of initiation according to the site, a concentric waveform was observed in all fracture planes. This phenomenon indicates that cracks gradually grow due to repeated stress changes, and the main causes are the temperature difference of the exhaust gas and the vibration caused by the turbine shaft.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1068-1071
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• 2017

3단 터빈배기부 구성은 터빈 플랜지, 열교환기, 배기덕트와 추력노즐로 이루어진다. 냉가스 가압 방식에 비하여 열교환기 가압 방식을 사용함으로서 추진제탱크 가압을 위한 헬륨가스 자체 무게와 저장 탱크 무게가 감소하는 장점이 있기 때문에 발사체에 열교환기를 사용한다. 가스발생기는 추진제 연료과농 조건에서 연소가 이루어지며, 연소가스 중에 그을음이 많이 포함되어 있기 때문에 열교환 효율이 감소하는 것을 고려하여 열교환기를 설계해야 한다. 본 논문에서는 터빈배기부 구성품 배치, 열교환기 내부 구조 및 제작성을 고려한 설계기법, 기 설계된 노즐 설계를 바탕으로 3단 터빈배기부 재 노즐 설계 형상에 대한 장점을 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.76-83
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• 2004

CRW Tyre UAV 추진시스템은 수직으로 이착륙이 가능하고 고정익으로 고속 전진 비행이 가능한 개념으로 설계되었다. 이를 위해 추진시스템은 이착륙 시에는 로터를 구동시켜 수직으로 비행하고 고속 비행 시에는 로터를 정지시켜 날개로 사용하고 가스발생기에서 생성된 가스를 주 노즐로 분사하여 본래의 제트엔진으로 사용한다. ICV방법과 SIMULINK를 이용하여 천이 성능 해석을 수행하였다. 연료유량은 터빈 입구온도의 스텝과 과온 현상을 피하기 위해 램프 증가를 하였고 이에 따른 추력의 변화와 터빈 입구온도의 변화를 살펴보았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.726-731
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• 2000

This study was experimentally analyzed to improve the performance and to reduce exhaust emissions in a turbochaged D.I. diesel engine of the displacement 9.4L. In generally, the system of intake port, fuel injection and turbocharger are very important factors which have influence on the engine performance and exhaust emission because the properties in the injected fuel depend on the combustion characteristics. The optimum results which is tested as available factors fur better performance and emission are as follows; the swirl ratio is 2.43, compression ratio is 16, combustion bowl is $5^{\circ}$ re-entrant type, nozzle hole diameter is ${\phi}0.28*6$, injection timing is BTDC $13^{\circ}CA$ and turbocharger is GT40 model which are selected compressor A/R 0.58 and turbine A/R 1.19.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.42-54
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• 2021

Aft-deck은 가스터빈 배기 플룸을 차폐하거나, 제트를 확산하여 외부 공기와 혼합율을 증가시켜 배기가스의 온도를 저감하기 위한 용도로 최신 무인항공기에 적용되고 있다. 본 연구에서는 Aft-deck의 설계 변수에 따라 노즐의 성능이 어떻게 영향을 받는지 알아보고자 하였다. Aft-deck의 설계 변수로는 길이, 확산각, 상부 덱 형상으로 선정하였으며, 길이 변수에 따른 추력과 차폐율 간의 상관관계를 제시하였다. 그리고 확산 각도의 범위에 따라 노즐 추력과 제트 확산에 대한 상관관계를 제시하였다. 또한, 상부 덱 제거를 통해 추력 향상 효과를 확인하였으며, 횡 방향 속도 벡터의 특성이 외부 유동과의 혼합 성능을 결정하는 것을 알게 되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권4호
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• pp.443-452
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• 2005

The purpose of this study is experimentally to analyze the effects of intake port swirl, injection system and turbocharger on the engine performance and the emission characteristics in a V8 type turbocharger intercooler D.I. diesel engine of the displacement 16.7L, and to suggest the improvement of engine performance. Generally to enhance engine power, TCI diesel engine is put to practically use turbocharged intercooler in order to increase volume efficiency which is cooled boost air. As results of considering the factors of the intake port of swirl ratio 2.25, compression ratio 17.5. re-entrant $8.5^{\circ}$ combustion bowl, nozzle hole diameter ${\phi}0.33{\ast}3+{\phi}0.35{\ast}2$. nozzle protrusion 3.18mm, injection timing BTDC $12^{\circ}CA$ and turbocharger(compressor 0.6A/R+46Trim. turbine 1.0 A/R+57Trim) is the best in the full load in the engine performance and the exhaust characteristics of NOx concentration. Therefore. their factors are appropriated as intake system, injection and turbocharger system.

• 한국추진공학회지
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• 제17권1호
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• pp.97-102
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• 2013

초고속 비행체에 적용 가능한 소모성 터빈엔진 개발을 위한 사전연구를 수행하였다. 엔진 요구도 결정을 위한 가상 운용임무형상을 선정한 후, 유사급 엔진과 참고문헌 등을 통해 확보된 설계변수 값을 활용하여 설계점 해석을 수행하였는데, 해면고도, 마하수 1.2 조건에서 터빈입구온도 3,600 R에 대한 설계점 계산결과, 비추력 2,599.4 ft/s, 비연료소모율 1.483 lb/(lb*h)이 예측되었다. 두 가지 임무형상에 대한 엔진 성능해석결과로부터 엔진 최대 순추력을 결정하는 설계변수는 천음속 및 낮은 초음속영역에서는 터빈입구온도, 높은 초음속 영역에서는 압축기 출구온도임을 확인하였다. 이밖에도 단순, 저가, 경량의 터빈엔진형상으로 축류형 다단압축기와 직류형 연소기, 1단 축류터빈, 고정 수축팽창 노즐이 적용된 단순터보제트엔진을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.629-634
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• 2011

초고속 비행체에 적용 가능한 소모성 터빈엔진 개발을 위한 사전연구를 수행하였다. 엔진 요구도 및 설계점 결정을 위한 가상 운용임무형상을 선정하고, 유사급 엔진과 참고문헌 등을 통해 확보된 데이터를 활용하여 설계점 해석을 수행하였는데, 해면고도, 마하수 1.2 조건에서 터빈입구온도 3,600R에 대한 설계점 계산결과, 비추력 2599.4 ft/s, 비연료소모율 1.483 lb/($lb^*h$)이 예측되었다. 설계점 계산결과를 기준으로 두 가지 임무형상에 대한 엔진 성능해석결과, 엔진 최대 순추력을 결정하는 설계변수는 천음속 및 낮은 초음속영역에서는 터빈입구온도, 높은 초음속 영역에서는 압축기 출구온도임을 확인하였다. 이밖에도 단순, 저가, 경량의 엔진형상으로 축류형 다단압축기와 직류형 연소기, 1단 축류터빈, 고정 수축팽창 노즐이 적용된 단순터보제트엔진을 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.802-806
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• 2004

For the protection of the local air quality and the global atmosphere, the emissions of trace species including nitric oxides (NO and NO$_2$) from gas turbines are regulated by local governments and by the International Civil Aviation Organization. In-situ measurements of such species are needed not only for the development of advanced low-emission combustion concepts but also for providing emissions data required for the sound assessment of the effects of the emissions on environment. We have been developing a laser absorption system that has a capability of simultaneous determination of NO and NO$_2$concentrations in the exhaust jets from aero gas turbines. A diode laser operating near 1.8 micrometer is used for the detection of NO while a separated visible tunable diode laser operating near 676 nanometers is used for NO$_2$. The sensitivities at elevated temperature conditions were determined for simulated gas mixtures heated up to 500K in a heated cell of a straight 0.5 m optical path. Sensitivity limits estimated as were 30 ppmv-m and 3.7 ppmv-m for NO and NO$_2$, respectively, at a typical exhaust gas temperature of 800K. Experiments using the simulated exhaust flows have proven that $CO_2$ and $H_2O$ vapor - both major combustion products - do not show any interference in the NO or NO$_2$ measurements. The measurement system has been applied to the NO/NO$_2$ measurements in NO and NO$_2$ doped real combustion gas jets issuing from a rectangular nozzle having 0.4 m optical path. The lower detection limits of the system were considerably decreased by using a multipass optical cell. A pair of off-axis parabola mirrors successfully suppressed the beam steering in the combustion gas jets by centralizing the fluctuating beam in sensor area of the detectors.