• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.120-130
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• 2013

최근 들어 차세대 추진제로서 각광을 받고 있는 메탄의 성능특성을 분석하고, 메탄/산소 로켓엔진의 기술개발 동향을 조사하였다. 로켓연료로서의 액체메탄은 무독성, 경제성, 우수한 재생냉각성능, 그리고 행성의 현지자원활용(ISRU) 가능성 등과 같은 여러 유리한 특성을 가지며, 액체산소와의 조합시 높은 비추력 확보 및 시스템 경량화가 가능하다. 이러한 이유로, 메탄/산소 엔진에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있기는 하지만 그 기술성숙도가 아직은 그리 높지 않은 것으로 확인되는 바, 메탄 로켓엔진 개발을 통하여 우주기술 선진국과의 기술격차 해소가 필요한 시점이라고 판단된다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제6권3호
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• pp.103-110
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• 2003

The present work was conducted to achieve the better understanding of the performance analysis technique for the expander type air turbo ramjet engine. For this purpose, the performance analysis was carried out using a small engine(8.0kN thrust) with two types of fuels. From this analysis, at the same input condition, the thrust of methane-fueled engine was 25% lower than that of hydrogen. In addition, the case of methane shows the inapplicable engine performance cycle.(i.e., The compressor work exceeds the turbine output power) These results come mainly from the different heating value of each fuel and specific heat. This analysis also shows that, to build a same performance cycle as the hydrogen case, the methane-fueled engine requires increased air and fuel flow rates, increased turbine expansion ratio, and decreased compressor pressure ratio.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.66-72
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• 2004

In this study, the effects of oxygen component in fuel and exhaust gas recirculation(EGR) method on the exhaust emissions has been investigated for a D.I. diesel engine. It was tested to estimate change of exhaust emission characteristics for the commercial diesel fuel and oxygenate blended fuel which has five kinds of blending ratio. Dimethoxy methane(DMM) contains oxygen component 42.5% in itself, and it is a kind of effective oxygenated fuel for reduction of smoke emission. It was affirmed that smoke emission was decreased with increasing of DMM blending ratio. But, NOx emission was increased compared with commercial diesel fuel. It was needed a NOx reduction counterplan that EGR method was used as a countermeasure for NOx reduction. It was found that simultaneous reduction of smoke and NOx emission was achieved with DMM blended fuel and cooled EGR method(1015%).

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.101-112
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• 2021

SpaceX는 Falcon 9과 Falcon Heavy의 재사용을 통해 다양한 탑재중량 포트폴리오를 구성하고, 한 종류의 엔진을 사용하여 발사체를 구성하며, 케로신 엔진에서 메탄 엔진으로의 전환, 3D 프린팅 사용 등 다양한 전략을 보여주고 있다. 본 연구에서는 아리랑 위성에서 천리안 위성까지 다양한 탑재중량 및 궤도를 감당할 수 있는 발사체 안을 구성하였으며, 케로신 가스발생기 사이클 엔진, 케로신다단연소 사이클 엔진, 메탄 다단연소 사이클 엔진을 사용한 10가지 발사체 안에 대해서 검토하였다. 10가지 안 중 35톤급 메탄 엔진을 사용한 재사용 발사체가 개발 가능성 측면에서 좋은 안으로 평가되었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.557-562
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• 2007

The purpose of this paper is to investigate the reforming characteristics and maximum operating condition for the hydrogen production by methane reforming using the compression ignition engine induced partial oxidation. An dedicated compression engine used for methane reforming was decided operating range. The partial oxidation reforming was investigated with oxygen enrichment which can improve hydrogen production, compared to general reforming. Parametric screening studies were achieved as $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature. When the variations of $O_2/CH_4$ ratio, total flow rate, and intake temperature were 1.24, 208.4 L/min, and $400^{\circ}C$, respectively, the maximum operating conditions were produced hydrogen and carbon monoxide. Under the condition mentioned above, synthetic gas were $H_2\;22.77{\sim}29.22%,\;CO\;21.11{\sim}23.59%$.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.1-7
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• 2014

친환경 추진제인 액체메탄을 연료로 사용하는 이원추진제 로켓엔진의 이론성능분석을 통해 엔진의 설계변수를 도출하였다. 엔진의 연소성능 예측을 위해 CEA를 활용한 화학평형해석을 수행하였으며, 추진제 혼합비 및 연소실 내부압력에 따른 연소성능 특성을 고찰하였다. 엔진의 특성길이 도출을 위해 1차원 액적기화모델을 적용하여 성능변수 변화에 따른 추진제의 기화시간을 계산하였으며, 지상연소 이론성능분석을 통해 메탄 이원추진제 로켓엔진의 설계제원을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.119-143
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• 2021

최근 발사체 개발의 큰 흐름을 살펴보면, 친환경, 저비용, 재사용, 심우주 탐사를 위한 저장성, 외부행성에서의 추진제 확보 가능성 등의 이유로 액체 메탄이 로켓 연료로 각광 받기 시작했다. 재사용 발사체 기술의 보편화, 국제적인 엔진개발 추세에 발맞춰 미래의 경쟁력과 임무 유연성을 확보하려면 엔진 개발 기간 등을 고려해서 가능한 빨리 메탄엔진 개발을 추진해야 하며, 제작 및 시험 인프라, 활용성, 개발 비용 등을 종합적으로 고려하면 부스터 엔진보다 저추력 엔진을 선행 개발하는 것이 더 적절한 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제19권5호
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• pp.7-12
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• 2015

현재까지 수소는 주로 천연가스의 연료 개질에 의해 발생된 합성가스를 이용해 생산된다. 합성가스 내의 수소 수율을 높이기 위해선 추가적인 공정이 필요하다. 하지만, 수소의 수율 향상을 위한 공정에는 별도의 에너지원과 경제적 비용이 수반된다. 그러므로 보다 효율적으로 합성가스를 활용하기 위해 그 자체로 혼합물로 이용하는 방법에 관한 관련 연구들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 30kW급 발전용 스파크 점화 가스엔진에서 메탄/합성가스 혼합물이 엔진의 주요 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 메탄/합성가스 혼합물에 의해서 최대 실린더 내부 압력과 그 때의 크랭크 각도와 같은 엔진 내 연소 현상은 개선되는 것으로 나타났다. 이를 통해 메탄-합성가스 혼합물의 연료 전환 효율은 메탄-수소 혼합물의 약 98% 수준으로 향상시킬 수 있고 질소산화물 배출량은 메탄-수소 혼합물의 약 12%만큼 감소시킬 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제19회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.18-18
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• 2002

A project where the TPUs(Turbo Pump Units) for 10tf-thrust oxygen/methane LRE (Liquid Rocket Engine) are under development is being implemented to include an experimental combustion chamber developed. In the process of it, we introduced the power-balanced engine cycles in order to substantiate concepts of the engine using the combinations of the propellants. Accordingly, the main engine parameters of nominal operating mode are resulted from the 1-Dcalculations and it is found that the regulators are needed for controlling the expected pressure levels in the characteristics of propellant mixture ratio and thrust supposing the regulator is set to analogue-typed one which is easy to develop.The technical requirements like the nominal flow rate, its deviations expected and the pressure difference In need helped the several main characteristics of regulators to be determine in this stage. Here, a dozen of deviation values in the main parameters related to engineoperation are taken into independent consideration and accepted to the results for additional regimes of the regulators.Finally, we can determine the scheme and the primary dimensions along with the calculation design of the spring acceptable for general configuration which can definitely forwarded to the autonomous tests of the aggregates, The obtained data in further will be used for successive refinement of operating mode of the engine.

• 연구논문집
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• 통권30호
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• pp.33-42
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• 2000

We must stabilize quickly increasing waste matters in urban life and livestock industry. Biogas including landfill gas and digester gas is byproduct of anaerobic decomposition of organic waste matter and contains 40%-70% methane, which can be used for energy purposes. Utilization of biogas reduce the emission of methane into the atmosphere to minimize greenhouse effect and the carbon dioxide (CO2) emitted when biogas is converted to energy has been taken out of the atmosphere by growing plant. Recently, bioenergy is world-widely noticeable as all contributing to the greenhouse effect. This paper presents development process of a biogas engine for cogeneration system and results of application to digester gas and landfill gas in site. The biogas engine is a dual fuel engine operated on biogas with a diesel pilot. At present, the engine can substitute biogas for diesel fuel up to 85%. but it can be said that there is a possibility of improvement in performance.