• 한국분무공학회지
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• 제15권2호
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• pp.94-99
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• 2010

The object of this investigation is to study the thermal properties and spray characteristics of kerosene fuel in high temperature and pressure conditions. In order to investigate the thermal properties and spray characteristics, KIVA3 and SUPERTRAPP have been used at the same time. The thermal properties of kerosene has been calculated in high temperature and pressure condition using SUPERTRAPP. The study of spray characteristics has been conducted at both original properties of KIVA3 and calculated properties. The evaporation rate was increased in proportion to pressure when the calculated properties were used. However, the effect of pressure was not shown in the case of using original properties. So the calculated properties are more effective than original properties in high temperature and high pressure condition.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.19-23
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• 2010

초임계 환경에서 작동하는 액체 로켓 엔진의 케로신 스월 인젝터에서 케로신 물성치에 따른 인젝터 내외에서의 분사 특성을 연구하였다. 케로신의 물성치를 계산하기 위해 surrogate 모델이 적용되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 초임계 환경의 수치 해석 결과는 천이 임계 조건의 결과와 비교되었으며 스월 인젝터 내부의 액막과 중심부 사이의 밀도 및 점성 계수 분포의 차이가 관찰되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.142-148
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• 2018

발사체 연료 케로신은 발사체의 성능 향상을 위해 고밀도화 과정을 거치게 된다. 고밀도화 방법 중 액체질소 주입 냉각법은 시스템이 간단하고 비용이 저렴한 효과적인 방법이다. 하지만 냉각과정 중 질소가 케로신에 용해되어 물성을 변화시키는 원인이 되기도 한다. 따라서 냉각 후 케로신 내 용존질소의 양을 측정하고 제거하는 작업이 필수적이다. 본 연구에서는 케로신 내 용존질소 함유량을 측정할 수 있는 진공추출 원리를 소개하였다. 또한 질소 샘플링 장치를 설계/제작하여 수행한 실험 결과를 설명하였다. 실험결과로부터 질소 샘플링 장치와 용존질소 측정법/제거법의 유효성을 입증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.340-345
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• 2008

Liquid hydrocarbon fuels are gathering increasing attention as candidates for a scramjet engine fuel. Experimental researches on supersonic combustion of kerosene have been conducted in model scramjet combustors. Through these works, understanding of combustion characteristics of kerosene have been revealed on some level, and so we decided to work on other kinds of liquid hydrocarbon fuels in order to explore effects of fuel properties on supersonic combustion performances, especially self-ignition and flame-holding. In addition, comparing the results of new fuels with kerosene, the relationship between fuel properties and supersonic combustion characteristics was discussed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2011

초임계환경에서 작동하는 케로신/액체산소 동축와류형 분사기의 혼합특성을 수치적으로 연구하였다. 케로신 물성치를 계산하기 위하여 써로게이트 모델이 적용되었다. 난류모델은 LES를 기반으로 하였고, 초임계영역의 상태량을 계산하기위해 SRK 상태방정식, 점성계수와 열전도도에 대하여 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식, 확산계수에 대하여 Fuller 이론에 Takahashi가 제안한 고압상태의 특징을 고려한 식을 적용하였다. 연소실 압력변화에 따른 분사기와 연소실에서의 열역학적 물성치와 혼합특성을 관찰하였다. 또한 분사기의 압력섭동 스펙트럼밀도를 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.294-296
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• 2017

본 연구에서는 대체 혼합물을 이용하여 케로신의 초임계 조건에서의 열전달 특성을 예측하고 이를 열전달 계산에 적용하는 연구를 수행하였다. 케로신의 열전달 특성은 NIST SUPERTRAPP을 사용하여 대표 물질의 열물성 데이터를 조합함으로써 모사하였다. 본 연구를 통해 획득한 케로신의 열물성 DB는 초속 연소기의 재생 냉각 열교환기의 설계 변수 결정에 사용할 예정이며, 재생냉각 연소기의 연소 시험 결과와 비교를 통해 예측된 열물성 데이터의 타당성을 검증해 나갈 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.823-833
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• 2010

액체 로켓 및 항공용 엔진 연료로서 사용되는 케로신의 열역학적 상태량을 연구하기 위해 surrogate 모델이 조사되었다. 초임계 조건에서 실제 기체 상태 방정식(SRK 상태 방정식, PR 상태 방정식)과 NIST SUPERTRAPP(ECS 원리)을 이용하였을 경우의 밀도 분포가 기존의 실험 결과와 비교되었다. 또한 surrogate 모델의 종류에 따른 열역학적 상태량의 오차 범위에 대한 고찰이 수행되었다. 탄화 수소 계열 연료에 대해서는 PR 상태 방정식과 ECS 원리가 높은 정확도를 나타내지만 압력, 온도와 같은 작동 환경에 따라 적절한 surrogate 모델을 선별하여 선택해야 함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.143-147
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• 2007

케로신과 디젤은 단일 구성물이 아닌 여러 가지 탄화수소 연료로 이루어진 혼합연료이며 화학반응 메커니즘에 대한 모델링이 매우 어려운 실정이다. 본 연구에서는 Dagaut가 개발한 298 화학종, 2352 화학반응 단계를 이용하였으며 완전혼합반응기 연소모델을 적용하여 농후 연소 비평형 화학 반응을 계산하였다. 또한 Frenklach의 soot 모델을 적용하여 soot 생성 연구를 수행하였으며 Dagaut의 화학반응 모델에 Appel이 제안한 화학 반응 단계를 추가하여 케로신과 디젤 연료에 대한 soot 모사를 가능하게 하였으며 수정된 모델은 간단한 soot 반응 메커니즘을 사용하였음에도 불구하고 soot 생성 예측이 가능하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.874-882
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• 2013

한국형발사체(KSLV-II) 각 단 엔진의 연료로 사용되는 케로신(Jet A-1)은 추력실 재생냉각 및 연료 막냉각 과정에서 냉각유체로도 기능하게 된다. 본 연구에서는 Jet A-1의 열물리적 특성을 재현하기 위한 대체 혼합물 모델을 선정하고, SUPERTRAPP(NIST SRD4)을 이용하여 초임계압 영역을 포함하는 고압 영역에서 모델 연료의 열역학적 전달 상태량을 예측하였다. 측정값과의 비교 결과 액체로켓 엔진 추력실의 복합 열전달 해석 수행 시 Jet A-1 상태량을 추출하기 위한 데이터베이스로 활용 가능한 것으로 판단되며, 향후 연소 시험 결과와의 비교를 통하여 케로신 대체 모델의 상태량 정보를 이용한 재생냉각 추력실의 연소 냉각 성능 통합 해석 결과를 지속적으로 검증해 나갈 계획이다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.33-35
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• 2012

This study has been mainly motivated to numerically model the supercritical mixing and combustion processes encountered in the liquid propellant rocket engines. In the present approach, turbulence is represented by the extended k-e model. To account for the real fluid effects, the propellant mixture properties are calculated by using generalized cubic equation of state. In order to realistically represent the turbulence-chemistry interaction in the turbulent nonpremixed flames, the flamelet approach based on the real fluid flamelet library has been adopted. Based on numerical results, the detailed discussions are made for the effects of swirl number on flame structure of supercritical kerosene/LOx double swirl coaxial injector.