액체로켓엔진은 인젝터, 추력실, 노즐 등으로 구성되어 있으며, 이들 구성요소 중에서 연소성능과 연소안정성에 가장 지배적인 요소는 인젝터이다. 본 연구에서는 액체로켓엔진에 사용될 인젝터의 F-O-O-F 충돌형 Uni-element 인젝터를 설계하였으며 특히, F-O-O-F 충돌형 인젝터는 두 단계의 충돌과정으로 구성되는데, 첫단계 충돌은 산화제와 연료 오리피스의 분무로 충돌이 이루어져 Liquid Sheet가 형성되며 다음 단계로는 이러한 양쪽의 Liquid Sheet가 서로 충돌하여 미립화가 진행되는 두단계 충돌과정으로 이루어지게 된다. 그러므로 인젝터의 가공 정밀도가 매우 높아야 하며 인젝터 오리피스 크기나 각도 등의 어느 하나라도 정밀도가 낮게 가공된다면 연소성능과 연소안정성에 심각한 영향을 주게 된다.

액체추진제 로켓엔진에서 분사기의 미립화 및 혼합 특성과 그에 따른 연소 특성은 성능과 안정성을 결정하는 중요한 파라미터이며 분사기는 제한된 설계 조건하에서 최대의 열방출율을 발휘하도록 설계되어야 한다. 여기서 연소효율은 연료와 산화제의 혼합특성과 충돌 분무의 미립화의 정도에 의해 결정되므로 충돌 분무 유동성의 혼합, 미립화 특성과 이에 따른 인조성능 특성을 명확하게 밝힘으로써 최대 엔진성능을 위한 설계가 가능하게 된다. 분사기의 설계에는 분사요소형태, 분사공의 형상 및 유동시스템 등이 포함되며 특히 분사요소 형태의 선택에는 추진제, 연소실냉각방법, 연소실 형상, 자동조건 및 엔진의 수명 등이 중요한 제한조건으로 고려된다. 이런 형태의 분사 요소들 중, 충돌형 분사기는 저장성 추진제를 사용하는 중, 저추력의 액체추진제 로켓엔진에 주로 사용된다. 이 분사형태는 미립화 성능이 높지 않고, 분사공 직경 및 운동량비에 따른 혼합성능이 만감하며 blow apart 등에 의한 열부하 혹은 안정성에 대한 문제가 있으나 양호한 혼합효율, 신뢰성과 제작의 용이함으로 인하여 광범위하게 사용된다.

액체로켓에 대한 연구에서 가장 중요한 분야 중의 하나는 인젝터에 관한 것이다. 인젝터는 적정량의 산화제와 연료를 미립화 및 혼합시켜 연소실로 공급하는 것으로서, 액체로켓의 안정적 연소와 성능에 많은 영향을 미치는 요소이다. 기존의 F-O-F형 injector의 경우 산화제 오리피스가 연료쪽에 비해 면적이 크기 때문에 미립화 및 혼합이 좋지 못하다. 본 연구에 사용된 injector는 F-O-F형 injector의 산화제 오리피스 면적과 동일하게 두 개의 오리피스로 만들어 줌으로써 연료 오리피스와의 면적비를 적정수준으로 유지할 수 있다. 이는 동일한 조건하에서 Doublet injector나 Triplet injector의 경우 커지는 산화제의 오리피스를 제한시켜 주는 장점이 된다. 결과적으로 이러한 장점은 기존의 Doublet injector나 Triplet injector보다 높은 연소효율을 보이게 된다.

최근 충남대에서는 다양한 추진제와 연소 조건으로 액체로켓 연소 실험이 진행되고 있으며 그에 비례하여 많은 사고들이 발생하고 있다. 한 예로 GO$_2$/kerosene을 추진제로 하는 노즐삭마 시험용 로켓엔진(추력 1001bf, 연소실 압력 600psia) 개발 중에 화염이 인젝터면에 형성되어 인젝터면을 손상시키는 사고를 여러 번 경험하게 되었다. 본 연구는 인젝터 손상의 원인을 규명하여 안정적인 인젝터 설계에 도움을 주기 위한 목적으로 실험용 동축 인젝터를 제작하여 화염 부상 특성을 실험적으로 연구하였다. 사용된 인젝터는 연료인 Kerosene을 접선형 선회기로부터 90$^{\circ}$의 원뿔 각을 가지고 분무되도록 설계하였으며, 그 주위로 산하제인 GO$_2$가 연소실의 축방향에 수평하게 분무되도록 설계하였다. 2-유체 동축 인젝터의 난류 확산 화염에서 연료와 산화제의 혼합은 화염 특성을 결정하는 주요 변수이므로 인젝터로부터 분무되는 추진제간의 유량을 변화시켜 화염 부상 특성을 연구하였다.

액체추진 로켓엔진의 개발과정에서 고주파 연소불안정은 엔진의 비행 안정성 및 성능의 보장을 위해 반드시 고려해야 하는 중요한 인자이다. 특히 액체추진 로켓엔진에 사용되는 다양한 추진제 조합 중 LOX/RP-1은 그 성능, 가용성, 경제성 등의 측면에서 우수한 추진제이지만 F-1 엔진의 개발과정에서와 같이 여타 추진제 조합에 비해 고주파 연소불안정 특성이 강하게 나타난다. 액체추진 로켓엔진의 음향불안정 특성 예측을 위해 다양한 방법이 제시되어 왔다. 그 중 n-$\tau$ 2 매개변수 법은 연소불안정 특성 예측에 실험적 고찰을 통한 간단한 연소모델을 포함하는 것으로 신속한 결과를 얻을 수 있다는 장점 때문에 엔진의 예비설계 및 본 설계과정에서 인정성 측면의 분석을 위해 널리 사용되고 있고 기존의 엔진 개발과정을 통해 그 신뢰성이 검증되어 왔다.

국가우주개발의 중장기 계획에 따른 우주 발사체 개발의 일환으로, 한반도 대기상태측정 등을 위한 고성능 과학관측로켓의 국산화를 위하여 항공우주연구소를 중심으로 여러 기관에서 연구가 진행되고 있다. 액체로켓을 주 추진체으로 삼고 있기 때문에 로켓의 안정적인 연소와 성능 향상이야말로 발사체 개발에 핵심이라고 할 수 있다. 액체로켓의 경우, 초기점화는 고체시동장치 또는 액체시동장치에 의한 방법 등으로 구분될 수 있다. 본 연구는 액체시동장치 중 hypergolic으로 초기점화를 하고 뒤이어 주추진제(LOX/kerosene)를 내보내어 주연소를 할 수 있는 Unlike impinging Quadlet injector(3 on 1)의 연소성능 이해와 예측을 위해 Cold flow test를 기초로 수행되었다.

충돌/유출냉각은 연소실 벽면 등과 같이 열부하가 많이 걸리는 영역에서 고온의 연소가스로부터 표면을 보호하는 막냉각과 더불어 내부에 다공성 판을 설치하여 충돌제트에 의해 내부표면을 냉각시켜 가스터빈엔진의 고온요소의 냉각성능을 극대화시키는 방법 중의 하나이다. 이와 같은 냉각방법을 적용하면 벽면을 충돌제트에 의한 냉각과 함께 냉각유채를 막냉각에 활용함으로써 냉각효율을 극대화할 수 있다. 본 연구에서는 국소적인 값들을 획득하기 용이한 물질전달실험방법의 하나인 나프탈렌 승화법을 이용하여 수직으로 분사되는 충돌제트에 의한 유출판 내면에서의 열/물질전달특성을 분사판(injection plate)과 유출판(effusion plate) 사이의 높이, 분사제트의 속도, 분사홀간의 배열을 변화시켜가며 유출판만이 있는 경우와 비교, 분석하였다. 분사홀과 유출홀의 관 사이의 간격은 0.33d에서 10d까지 변화시켜가며 그 효과를 관찰하였으며, 홀배열 효과를 보기 위하여 2가지 홀배열(staggered array, shifted array)에 대하여 실험하였다. 또한 분사제트의 속도효과를 고찰하기 위하여 분사제트의 Rc$_{d}$=5,000-12,000까지 변화시켜가며 실험을 수행하였다.

2-유체 인젝터의 분무연소에 대한 통찰 및 구조에 대한 이해와 연료-공기 혼합과 연소반응의 물리적 이해에 필요한 수치적 모델의 개발 및 검증을 위해서는 2유체 시스템에서 액체 및 기체 각각의 기본적 특성인 액적크기, 액적속도, 액적의 질량플럭스(flux), 가스상의 속도측정 등이 필요하다. 특히, 액체분무에서는 액적의 크기를 예측하는 것이 매우 중요한 과제이며, 액적의 크기에 영향을 주는 인자들로는 노즐의 형태, 분사액체의 물성치(점도, 표면장력, 밀도), 주위기체의 조건(온도, 압력, 응축과 증발현상), 분사압력 등이 있다. 그러나, 실제 분무액적의 크기는 분포를 가지므로 같은 SMD를 가지더라도 그 분포의 정도는 크게 다를 수 있어 결과적으로 분무액적의 크기를 평균값만으로 표현하는 것은 불충분할 뿐만 아니라 그 적용에도 한계를 가지게 된다. 따라서 분무액적의 평균크기와 함께 그 분포의 정도 등을 함께 나타내려는 시도가 많은 과학자들에 의하여 연구되었다.

각국의 공해 물질 배출량 규제가 엄격해지면서 저공해 가스터빈 엔진 개발의 필요성이 점점 대두되고 있다. 공해 물질 중 NOx는 고온에서 생성량이 급격히 증가하므로 배출량을 줄이기 위해서는 엔진 작동 온도를 낮추어야만 하고 이는 엔진 효율의 감소로 이어진다. 따라서 NOx를 줄이기 위해서는 작동 온도는 낮추지 않으면서 국부적인 고온 지역을 줄이고 연료가 고온 지역에 머무르는 시간을 감소하는 것이 가장 효과적이다. 이러한 방법으로 스월러를 장착하여 유입되는 공기에 스월을 주는 방법이 많이 연구되어 왔다.

선형 및 비선형 GPA 기법을 이용한 가스터빈 엔진의 성능예측 및 진단을 연구하고 전형적 산업용 가스터빈 엔진인 TB5000에 적용하여 최적의 계측변수를 정의하였다. 선형 GPA는 가스가 지나가는 구성품의 계측가능한 온도, 압력, 연료유량, 로터 회전수 등과 같은 종속변수와 효율, 유량과 같은 측정불가능한 독립변수의 관계 방정식을 열역학 법칙, 연속방정식, 질량 및 에너지 보존법칙, 구성품 성능곡선 등으로부터 유도하는 것이며 비선형 GPA는 독립변수와 종속변수의 비선형 관계를 충분히 고려하기 위해 선형 GPA를 반복적으로 적용하는 방법이다. 본 연구에서 반복기법은 Newton-Raphson 반복기법을 사용하였다.

액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있다. 본 연구에서는 액체 램제트 연소기내의 유동특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였으며, 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 2차원과 3차원 유동해석을 비교하였고 분무모델의 적용에 따른 연소특성 및 분사위치에 따른 연소특성을 비교하였다. 유동해석 결과 2차원과 3차원의 유동특성은 달랐으며, 분무모델을 적용해야 정확한 연소 유동 현상을 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 유입관의 안쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환영역으로의 연료의 혼합이 잘 되어 유입관 바깥쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.

일반적으로 풍력발전기는 교류발전기를 사용하고 있으며 일정한 주파수를 얻기 위해 정속회전수로 운용되고 있다. 또한 대용량의 풍력발전기는 정격풍속이 10-13m/s 정도이므로 년평균풍속이 4m/s 이하인 우리나라에서는 년간 출력의 대부분을 정격출력 이하에서 운용하여야 한다. 이러한 경우 정속회전수에 도달하기 이전에는 발전이 이루어지지 않기 때문에 풍력에너지를 효과적으로 이용하지 못하게 된다.

본 논문에서는 해석영역의 형상변화, 즉 로켓노즐 내열재의 삭마로 인해 야기된 경계 면의 이동을 고려하면서 2차원 비정상 비등방성 재료의 열전달 문제를 해석할 수 있는 수치해석에 대해 기술하였다. 수치해석 알고리즘은 유한요소법이며 열해석시 경계면 이동으로 인한 격자계의 절점 좌표점이 계산과정 동안에 이동하는 변형 가능한 유한요소격자(transformable finite-element grid)를 사용하였다. 본 수치해석기법의 타당성 입증을 위해 극심한 열하중이 부여된 조건하에서 엄밀해가 존재하는 비정상 축대칭문제 및 고체로켓 노즐내열재에 대해 열해석을 수행하였으며, 그 결과 수치해는 엄밀해 또는 실험치와 잘 일치함을 보이었다. 여러 가지 복합재로 구성된 내삽노즐 또는 외삽노즐에 대해서도 안정된 수치해를 얻을 수 있었다. 아울러 노즐목삽입재로 탄소-탄소 복합재를 적용한 고체추진기관 내삽노즐을 해석모델로 택하여 열전달 해석을 수행하고 해석결과를 분석하였다. 노즐의 표면산화반응에 대한 열반응상수, 즉 Arrhenius 형태로 표시된 식에서 pre-exponential factor 및 activation energy 변화가 탄소-탄소 복합재 및 탄소-페놀릭 복합재의 삭마량에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다.

비활성 가스제너레이터는 가스터빈 추진기관 및 기타 열기관을 이용하여 연소가 되지 않는 저온의 공기를 생산하는 기계장치를 말하며 이러한 저온의 비활성 기체를 화재 지역에 분사하는 경우 기존의 소방수를 이용한 화재 진압방식보다 매우 효율적으로 화재진압에 사용되어 질 수 있다. 일반적으로 민항기 등의 가스터빈 추진 기관에서 배기되는 기체내에는 터빈입구온도(TIT : Turbine Inlet Temperature)및 초과공기지수(Excess Air Coefficient)에 따라 다르게 나타나지만 TIT가 1500$^{\circ}$K인 경우 약 13-14%정도의 산소가 잔존하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 및 열교환 시스템 그리고 터빈 1단 등의 시스템 조합율을 통하여 대기 중의 기체의 온도를 영하 2$0^{\circ}C$ 및 산소함유량을 약 5%수준까지 낮춤으로서 이를 대형 화재 진압에 사용하기 위한 연구이다. 비활성 가스제너레이터에 사용하는 연료로는 Kerosene 및 CNG(Compressed Natural Gas)등이 사용될 수 있으며, 유량이 8.1kg/sec인 터보축 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 18750㎥ 부피의 비활성기체를 생산하는데 Kerosene 연료가 약 1톤(200＄ 이하)이 필요한 것으로 계산되며 이에 소요되는 시간도 약 52분에 지나지 않는 것으로 계산되었다. 만일 50kg/sec의 보다 큰 가스터빈 엔진을 사용하는 경우 약 9분 정도가 필요한 것으로 계산되었다. 사용되는 가스터빈은 압축비가 15, 열교환기의 효율이 $\varepsilon$=0. 그리고 최종 터빈 1단의 팽창비가 1.25가 적합한 것으로 계산된다. 연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

2차 유동 분사에 의한 추력 방향 제어 방법은 복잡한 기계적 작동장치와 이에 따른 무게의 증가를 배제할 수 있다. 본 연구에서는 유동 해석을 통하여 2차원 및 3차원 초음속 수축-팽창 노즐 유동에 2차 유동을 분사하여, 2차 유동의 분사 위치, 분사 유량 및 분사 각도 등이 추력의 방향 및 크기에 미치는 영향을 밝혀 추력 방향 제어를 위한 최적의 2차 분사 조건을 제시하였다. 유동 해석 결과 2차 유동의 분사 위치는 생성된 경가 충격파가 노즐 출구까지 분포되는 지점이 최대 전향각과 횡추력을 가지는 분사위치임을 알 수 있었고, 분사 각도는 주 유동의 역방향으로 분사하는 것이 수직방향으로 분사하는 것보다 더 큰 전향각을 얻을 수 있었다. 또한 2차원의 경우보다 3차원 유동에서 큰 전향각이 생김을 알 수 있었다.

램 가속기 탄체 형상에 따른 가속 특성에 대한 연구는 열적 질식 모드에 대하여 Washington 대학, ISL 연구소 등에서 실험적으로 수행되어 졌으나 초폭굉 연소 모드에 대해서는 아직 미비한 실정이다. 초폭굉 연소 모드 램 가속기의 기본적인 탄체 형상은 원추-원통-원추로 이루어진 형상으로 탄체 전면에 형성된 경사 충격파가 탄체와 가속기 사이에서 반사되며 데토네이션파를 발생시켜 가속하게 된다. 탄체의 형상에 따라서 탄체 주위에 형성되는 충격파 구조는 차이를 나타내게 되고 발생되는 데토네이션파의 위치와 강도를 따라서 탄체의 가속특성은 상당한 차이를 나타낸다. 기본적으로 탄 체의 전면 형상은 경사 충격파의 강도와 단체 주위의 유동장의 특성을 결정하는 주요 요인이고 이에 따라 데토네이션파의 형성과 안정화 역시 결정되어 탄체의 가속 특성을 결정짓는다. 또한 데토네이션파를 임의의 위치에 형성하기 위해 이중 원추형상의 충격파-충격파 상호작용을 이용하여 데토네이션파를 발생시켜 탄체를 가속시킨다.

충돌제트는 산업, 항공우주, 군사 분야 등 공학적으로 많은 분야에서 응용되고 있다. 산업분야에서 충돌제트는 설치가 간단하고 형태가 단순하면서도 열 및 물질 전달효과가 상당히 크기 때문에 고효율의 열전달 효과를 얻을 수 있다는 점에서 광범위하게 응용된다. 예를 들면 물체 표면의 부분냉각은 고온 금형의 급속 냉각, 가스터빈 깃의 냉각, 전자부품의 냉각 등에 이용되며 부분 가열에서는 제철, 제지 및 유리공업, 금형의 풀림 등에 폭 넓게 적용된다. 항공우주, 군사분야에서는 수직/단거리 이·착륙기(V/STOL)의 발진, 미사일 발사시스템, 다단 로켓의 분리, 우주공간에서의 도킹, 화염 편향기 등에 적용이 되며 대부분 평판이나 특수한 판의 형상에 과소 팽창제트가 충돌할 때 발생하는 현상에 대한 것이다.

추진제의 비추력 및 밀도 등을 효과적으로 증진시키기 위해 알루미늄 분말의 함량을 높인 고 알루미늄 추진제가 로켓모터에 널리 사용되고 있다. 추진제 내 알루미늄 성분은 연소과정의 이상유동으로 인하여 로켓의 성능 및 내열설계에 많은 영향을 미칠 수 있다. 즉, 산화알루미늄 입자가 노즐 벽면에 달라붙어 추력의 손실을 가져오기도 하고 노즐 입구에 침적되어 내열재의 삭마가 과다해져 최악의 경우 모터의 파손을 일으켜 임무수행에 실패를 초래할 수도 있다.

155mm 탄에 항력감소장치(Base Bleed Unit)를 부착하여 탄의 비행중에 형성되는 탄저부의 항력(Base Drag)을 감소시켜 사거리를 연장하는 무기체계가 미국을 비롯한 많은 국가에서 실용화되고 있다. 국내에서는 국과연 주관사업으로 이미 신형자주포에 적용되는 155mm 탄의 항력감소장치를 개발, 사거리 약 35%를 증가하여 실용화 단계에 있다. 또한 최근에는 미제 M864급인 155mm 성능개량 DPICM(Dual purpose Improved Conventional Munition)탄과 동등 성능을 갖는 탄의 개발이 요구되어, 이의 항력감소제인 저연소속도 추진제를 개발하여 155mm DPICM탄에 적용한 결과 약 20%의 사거리가 증가된 미제와 동등한 성능의 항력감소제를 개발하여, 이를 보고한바 있다.

질산 암모늄(ammonium nitrate, AN)은 고체 추진제의 산화제로 사용하기에는 산소 함유량이나 밀도가 과산화염화 암모늄(ammonium perchlorate, AP)보다 불리하여 로켓 추진기관용으로는 널리 사용되지 않았지만 가스발생기용 추진제의 원료로 소량 사용되어 왔었다. 그러나 근래에 와서 군사 무기에 대한 안전 규정이 강화되면서 화재나 폭발에 대한 위험도를 낮추고, 특히 연소 기체에서 유독성 염화수소의 발생량을 줄이기 위해서는 AP나 RDX, HMX와 같은 산화제를 AN으로 대체 사용하는 연구를 많이 수행하고 있다.

예기치 않은 외부의 자극으로 인한 유도무기의 사고에 의해 인명 및 무기체계의 피해를 최소화하기 위하여 유도무기 둔감화 연구가 미국과 NATO를 중심으로 80년대 초반부터 활발히 수행되어 오고 있다. IM(insensitive munitions)은 예기치 않은 외부 자극에 노출되었을 때 성능과 작동요구조건을 충분히 만족시키면서 격렬한 반응을 최소화하는 무기로 정의된다. 1995년도까지 미 해군에서 사용하는 모든 전술 유도무기를 MIL-STD-2105B의 요구 조건에 부합하도록 둔감화 하기 위하여 1984년 미 해군에서 IM 프로그램이 만들어졌고, 1991년에 NATO의 NIMIC(NATO Insensitive Munitions Information Center)이 만들어져서 현재까지 둔감화약, 둔감 추진제, 복합재연소관 및 완화장치 등에 연구가 활발히 이루어지고 있다.

교란에 대한 고체 추진제의 연소율의 반등에 대한 이해는 고성능 추진제를 설계하는데 매우 중요한 요소이다. 그 동안의 연구는 고체 추진제의 표면에서 발생하는 교란이 매우 작은 크기로 발생한다는 선형적인 가정을 사용하여 이론적인 응답 함수를 구하였다. 특히 실험실에서 행해지는 교란에 대한 추진제의 응답 함수를 구하기 위하여 이용한 비집촉식 교란 방법을 사용하였다. 이 경우 추진제 표면으로 전달되는 복사열 전달의 크기는 레이저에 의한 복사 일전달과 기체 영의 화염에 의한 열전달을 동시에 고려하여야 한다. 그러나 언급하였던 것처럼 대부분의 이론적 연구는 추진제 표면의 온도 구매가 단열인 것으로 가정하여 진행하였다. 이러한 가정을 기체 영역으로부터 추진제로 전달되는 열전달 량이 작은 점소화초기 등에서 타당한 가정이나, 기체 영역에서 연소가 활발하게 진행되는 경우에는 비합리적인 가정이다. 본 연구에서는. 추진제의 응축 영역에서 분포 화학 반응이 발생하여, 기체 영역에서 화학반응에 의한 연소가 진행되는 경우, 복사 열전달의 교란에 대한 추진제의 응답함수를 수치적으로 계산하였다. 이때 기체 영역에서 발생하는 연소 반응은 De Luca 등에 의하여 제안된 실험적 모델인 $\alpha$ $\beta$ ${\gamma}$ 화염 모델을 사용하였으며, 추진제 표면에서의 열전달 균형에 의한 경계 조건을 사용하였다. 그러나 외부로부터 입사되는 복사광 레이저와 기체 영역의 상호 간섭은 고려하지 않았다. 수치 계산에 의한 응답 함수의 특징은 단열 조건이 사용된 이론적 응답 함수에 비하여 낮은 값을 나타내었으며, 최대치를 보이는 주파수 영역도 이론 함수에 비하여 다른 값을 보여주고 있다.연구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14

후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.

This study addresses the effectiveness of TEC(Thermoelectric cooler) application for spacecraft thermal control. The required radiator area and power consumption characteristics of active thermal control using TEC are compared with the passive control at BOL and EOL through unsteady thermal analyses by calculating external heat fluxes. When the component operating temperature is low enough in TEC active control, the required radiator area can be smaller than the passive thermal control. TEC also needs less power consumption than the passive control under the condition that the temperature of cooling pars is low enough and/or the design temperature margin of the components is narrow enough.

안정화 화염으로 수소 확산 화염을 이용한 메탄/공기 난류 예혼합 화염의 미연가스 영역의 난류 특성을 측정하였다. 측정은 동일한 위치에 대해서 화염이 존재할 때와 존재하지 않을 때에 대해 수행되었다. 버너 출구 레이놀즈 수 7000에서 당량비 0.6과 1.0의 경우에 대해 실험이 수행되었다. 난류 유동장은 2색 레이저 유속계에 의해 측정되었다. 21개의 위치에 대해서 반복적으로 측정이 수행되었다.

가장 오래된 금속성형법 중의 하나인 열간 단조는 재결정온도-고상선(강재의 경우, 일반적으로는 1,200-l,28$0^{\circ}C$)의 온도로 재료를 가열하여 간단한 형상의 소재로부터 하나 또는 둘 이상의 공정을 통하여 최종제품을 생산해내는 소성가공법이며, 이것은 절삭 가공에 비하여 재료의 손실이 적으며, 생산속도가 빠르고 또한 단류선(flow line)의 방향으로 인장강도, 충격강도 등의 기계적 강도가 커야 할 필요가 있는 제품의 대량 생산에 적합한 가공법이다.

본 연구에서는 초음파 Immersion법을 이용하여 복합재 연소관내에 존재하는 결함을 검출하는 방법에 대하여 연구하였으며, 이를 위하여 FRP의 delamination, FRP-EPDM간의 미접착을 모사한 모의 결함 시편을 제작하여 시험하였다. 먼저 복합재료에 대한 초음파 시험방법을 최적화하기 위하여 가장 검출 감도가 좋은 탐촉자의 적용 주파수조건 및 물거리를 구하였으며, 이들 최적 조건으로 모의 결함 시편을 A, B, C-Scan하여 결함을 검출 분석하였다. 그리고 시험 자료를 바탕으로 데이터 값을 분석함으로써 복합재료에서의 음파 속도, 음향 임피던스, 반사율 및 투과율 등 복합재료의 초음파 특성을 산출하였으며, 동 시편에 대한 X-ray 필름을 촬영하여 그 결과를 초음파 시험 결과와 비교 분석하였다.

본 연구는 이전 연구에서 500KW급 중형 수평축 발전기를 설계하였던 경험을 토대로 750KW급 대형 수평축 풍력발전용 복합재 회전날개를 개발하기 위해 수행되었다. 회전날개의 대형화에 따른 구조강도 확보 및 경량화 문제를 해결하기 위해 날개의 단면구조를 변경하였고, 주 하중을 받는 스파부분을 보강하였으며, 취급이 어렵고 가격이 비싼 노맥스 허니컴 대신에 폼을 사용한 샌드위치 구조를 적용하였다. 또한 경량화를 위해 금속재 플렌지형 허브부분 접합방식을 삽입볼트 접합방식으로 구조 설계를 변경하였다. 이러한 복합재 회전날개의 구조적 안정성을 확인하기 위해 상용 유한요소 해석 코드인 NISA II를 사용하였으며, 선형정적해석, 고유진동수해석, 국부 좌굴해석 등을 수행하여, 무게의 증가는 최대한 억제하면서 대형화에 따른 구조강도의 확보가 이루어졌음을 확인하였고, 피로수명해석을 통하여 20년 이상의 요구 수명을 만족함을 확인하였다.

낙하추 방식의 저에너지 충격시험기는 일정한 질량을 가진 충격체를 금속재/복합재 구조재에 낙하시켜 줌으로써 인위적인 충격에너지를 금속재/복합재 구조재에 가하여 주는 장치로서 금속재/복합재 구조재의 충격으로 인한 손상 거동과 충격특성을 평가하기 위한 용도로 널리 활용되고 있다.

샌드위치 복합재는 단일 부재의 금속재나 복합재에 비해 높은 비강성과 비강도를 얻을 수 있을 뿐 아니라 면재와 코아를 적절하게 조합하면 우수한 피로특성, 단열성, 흡음성 등을 얻을 수 있기 때문에 항공기, 철도차량, 선박, 냉동컨테이너, 건축재 등에 널리 활용되고 있다. 대부분의 샌드위치 복합재는 면재와 코아를 일차 또는 이차 선착을 통해 제작하기 때문에 운용 중 샌드위치 복합재에 가해질 수 있는 충격하중 등으로 인해 면재와 코아 사이의 층간분리, 면재의 인장파괴, 코아의 압축파괴, 코아의 진단파괴 등과 같은 손상이 생길 우려가 있다. 최근에는 샌드위치 복합재가 갖는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방편으로 코아의 양면에 부착된 면재들을 코아의 두께방향으로 스티칭함으로써 서로 일체형으로 결합시킨 형태인 스티칭된 샌드위치 복합재의 개발이 시도되고 있다.