nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
본 논문에서는 점화 위치 및 시간에 따른 점화 지연 및 연소 불안정에 미치는 영향을 관찰하는 것이 목표이다. 산화제는 기체 산소를 사용하였고 연료는 액체 케로신을 사용하였다. 점화 지연 및 연소 불안정 정도를 관찰하기 위해 압력 트랜스듀서를 이용하여 정압을 측정하였다. 점화 위치는 분사기 스페이서를 이용하여 변경하였다. 모든 경우의 점화기 작동 시기를 제외한 점화 시퀀스는 동일하게 설정하였고 점화 시간은 25 ms 간격으로 설정하였다. 점화 시간이 늦어질수록 초기 압력 피크값과 점화 지연 시간이 증가하는 경향을 보였다. 점화 위치가 분사기로부터 멀어질수록 초기 압력 피크 이후 불안정한 화염 발달 구간이 존재하였다.

The objective of this paper is to observe effects of an ignition position and time on the ignition transition. A gaseous oxygen and liquid kerosene are used for propellants with the shear-coaxial injector. In order to study the ignition delay time and combustion instability intensity, the pressure transducer was used. The ignition position was changed with the injector spacer. Sequences except the igniter operation time were fixed to compare the ignition time only. Initial pressure peak and ignition delay time increased as the ignition time was delayed. Also, the unstable flame development zone was detected as the igniter was away from the injector.

(게재일: 2017.05.31)
최근 대기오염 물질의 배출, 소음, 과도한 운용비용, 안전성 및 위험 문제 해결을 위한 신개념 항공 추진시스템 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 기존 항공추진시스템의 효율향상과 연료소모율 감소, 수소나 태양에너지 등 신재생에너지를 이용한 친환경적인 추진시스템 개발, 전기추진과 핵추진 시스템 개발 등을 통한 추력대 중량비가 높은 고효율의 신개념 항공기 개발에 대한 다양한 연구를 수행하고 있다. 이러한 신개념의 항공기 개발을 위하여 두 개 이상의 동력원을 조합하여 추진력을 얻는 하이브리드 추진시스템의 개발이 하나의 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 미래의 친환경적 첨단 무인 항공기에 적용할 수 있는 하이브리드 추진시스템의 동향, 특징 및 개발방안, 발전방안 등을 고찰하였다.

Recently, the global attention is focused on the development of the renewal aero-propulsion systems proved in the air pollution, the noise, the great operational cost, safety and risks. Especially, various study are conducting for the development of the advanced high power to weight ratio aircraft through the significant reduction of fuel consumption and upgrade of the propulsion efficiency, using the alternative propulsion system developments such as hydrogen and solar power system. The hybrid propulsion system can be the representative propulsion system which get the power sources by combining the merits of two or more power sources. In this study, the advancement trends, characteristics, design method which can be applied to the renewal future UAV development.

(게재일: 2017.05.31)
열가소성 탄성중합체 바인더를 사용한 열가소성 추진제는 열경화성 추진제와 비교하여 중간 정도의 성능과 기계적 특성을 나타내지만 원재료 비용이 저렴하고, 제조 공정이 단순하며, 취급 공정이 안정적인 장점으로 인해 다양한 분야에서 폭 넓게 사용될 것이라 예측된다. 다양한 분야에서 열가소성 고체 추진제의 활용을 위해 주 원재료인 산화제, 금속연료 및 첨가제의 함량에 따른 특성 변화를 연구하여 향후 예상되는 열가소성 추진제의 수요에 대응하고자 한다.

Thermoplastic propellants using thermoplastic elastomer binders show moderate performance and mechanical properties compared to thermoset propellants, but these propellants are widely used in a variety of fields due to low cost of raw materials, simple manufacturing process and stable handling process. In order to utilize thermoplastic solid propellants in various fields, we will study properties depending on the content of oxidants, metal fuels and additives.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구에서는 램 구조물의 각도와 노즐 면적 대비 램 구조물 면적비의 변화에 따른 이차목 디퓨저의 유동 특성에 대한 수치적 연구를 진행하였다. 램 구조물 각도가 증가함에 따라 램 구조물에서 경사 충격파가 강하게 발생하여 모사할 수 있는 고도가 낮아지고 이차목에서의 압력 회복 지점이 뒤로 밀리는 것을 확인하였다. Blockage Ratio가 증가함에 따라 램 구조물 뒤쪽에서 발생하는 재순환 영역이 커지고, 디퓨저 수축부에서 박리가 발생하고, 모사 고도에는 영향이 없다는 것을 확인하였다.

A numerical study has been conducted to investigate flow characteristics of STED with ram structure shape. By increasing the attack angle of shock cone, vacuum pressure is increased because of oblique shock at ram structure and separation point moved to the downstream of the second throat. By increasing blockage ratio, expansion wave angle is increased at ram structure while vacuum pressure is constant.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구에선 Texas University에서 수행된 흡입구/격리부 모델 실험에 대한 2차원 RANS 전산해석을 수행하였다. 먼저 초음속 유동 조건을 해석하여 실험에서 측정된 표면 압력 결과와 비교하고, 마하수 분포와 numerical shadowgraph를 확인하여 유동 구조를 분석하였다. 이후 격리부 후면에 압력 변화로 흡입구 불시동 상황을 묘사하고 비정상 RANS 해석을 수행하여 흡입구 불시동 진행과정을 확인하였다.

In this study, the Inlet/Isolator model experiments performed at Texas University were performed by 2-dimensional RANS computerized analysis. First, supersonic flow conditions were analyzed and compared with experimental surface pressure results, and the flow structure was analyzed by confirming Mach number distribution and numerical shadowgraph. Then, the inlet unstart condition was given by changing the back pressure, and the URANS analysis was performed to confirm the progress of inlet unstart.

(게재일: 2017.05.31)
핀틀을 적용한 듀얼 벨 노즐의 유동해석을 통해 유동 특성을 조사하였다. 동일한 조건의 핀틀-벨 노즐과 추력계수 및 추력을 비교하였고, 핀틀 스트로크에 따른 차이를 조사하였다. 스트로크 0 mm에서는 듀얼 벨 노즐의 추력이 벨 노즐보다 약 13.18% 높았고, 핀틀이 후진했을 때는 벨 노즐과 유사하였다. 스트로크에 따른 팽창비 변화는 박리와 천이를 통해 고도 보정을 수행하는 듀얼 벨 노즐에게 더 유리한 것으로 판단된다.

Flow characteristics of dual bell nozzle with pintle were investigated. Thrust and thrust coefficient were compared with the pintle-bell nozzle of the same condition, and difference according to the pintle stroke was investigated. At stroke 0 mm, the thrust of the dual bell nozzle was about 13.18% higher than the bell nozzle, and when the pintle was backward, it was similar to the bell nozzle. The change in expansion ratio with stroke was considered to be more advantageous for a dual bell nozzle that performs altitude compensation through separation and transition.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구는 고온 고압의 연소식 공기가열기의 성능시험에 대한 것이다. 약 2000K의 고온 공기를 공급 할 수 있는 연소식 공기가열기를 설계하여 성능시험을 진행 중이다. 설계된 공기가열기는 메탄, 산소, 공기를 사용하며, 믹싱헤드면의 냉각을 혼합되는 공기를 이용한다. 따라서 고온의 화염에 안정적인 내열특성을 갖도록 설계되어야 하며, 시험을 통해 이를 확인하여야 한다. 본 논문에서는 시험 결과의 일부를 통해 연소식 공기가열기의 성능시험을 고찰하였다.

This study is the performance test of the vitiated air heater with high temperature and high pressure. The vitiated air heater to provide hot air about 2000 K was designed, and the performance test is carrying out. The designed vitiated air heater uses methane, oxygen, and mixing air by working gases, and uses mixing air for cooling of the bottom of a mixing head. By this reason, the vitiated ar heater has to be designed with heat-resistance from hot frame, and to be tested for its proof. In this paper the performance of he vitiated air heater is analyzed to some test results.

(게재일: 2017.05.31)
하이브리드 로켓의 연소 실험 과정에서 저 주파수 대역이 증폭하는 연소 불안정이 관찰되었다. 반면, 터빈 연소기에서는 혼합 특성 향상을 통하여 연소의 안정성을 얻기 위해 스월 유동을 사용한다. 본 연구에서는 하이브리드 로켓의 연소 불안정을 감소시키기 위하여 스월 인젝터를 사용하여 실험하였다. 그 결과, 하이브리드 로켓에서 스월 인젝터를 통하여 산화제를 주입한 경우 연소 불안정이 감소하였다. 산화제의 스월 유동의 변화는 연소실 내부의 난류유동 특성을 변화시키며 그 결과, 연소 불안정에 영향을 미친다. 따라서 스월 각도 변화를 통하여 스월 넘버 변화를 변화시킴으로써 유동 특성 변화에 대해 알아보았다. 유동 특성 변화가 주파수 특성에 미치는 영향, 압력진동과 연소진동의 상관관계에 대해 확인하였다.

The addition of swirl is a common technique used in premixed combustors in order to gain stability of the combustion with the improvements in mixing characteristics. recent experimental studies have observed that the addition of swirl oxidizer flow can effectively reduce the combustion instability in hybrid rocket. Investigation was continued to analyze the effect of the swirl on the internal flow of hybrid rocket engine main combustion chamber. The flow influenced by wall blowing as a representation of fuel evaporation interacts with swirling flow. Swirl angle increases, the amplitude of the combustion pressure decrease as the unstable combustion processes. These results suggest that the oxidizer swirling flow by the swirl angle causes the change of the turbulent flow characteristics inside the combustion chamber and suppresses the factors causing the combustion instability.

(게재일: 2017.05.31)
KSLV-II 가속모터는 한국형발사체에 사용하는 단분리모터의 한 종류이며 역추진모터와 동시에 작동하여 단분리를 수행한다. 가속모터의 목표 성능에 맞는 내탄도 설계, 추진제 조성 적용, 연소관 및 경사형 노즐 설계를 수행하였다. 연소관 및 노즐의 소재로 티타늄 합금을 적용하였으며 알루미늄이 다량 함유된 추진제에 대한 내열 성능 확보를 위한 노즐 내열재 소재를 선정하였다. 지상연소시험을 수행하여 KSLV-II 요구조건에 맞는 가속모터의 연소 성능을 확보하였다.

KSLV-II ullage motor is a type of the separation motor of Korea Space Launch Vehicle. Simultaneously operates with the retro Motor to perform the stage separation. The internal ballistics design, application of propellant composition, and the design of the combustion chamber and the canted nozzle were performed in accordance with the target performance of the ullage motor. Ti-6Al-4V alloy was applied to the combustion as material of chamber and nozzle. The heat resistant material of the nozzle was selected to ensure the heat resistance of the propellant containing a large amount of aluminum. And the combustion performance of the ullage motor satisfying the KSLV-II requirements was secured by performing the ground combustion test.

(게재일: 2017.05.31)
초기 추력을 증가시키기 위하여 넓은 초기 연소 면적을 가지는 고체 로켓 모타를 설계하고 지상연소 시험을 수행하였다. 그 결과 연소 거리에 따른 연소 면적 변화를 고려한 내탄도 성능 예측에 비하여 초기 압력과 추력이 낮게 측정되었다. 연소실 내부 유속과 연소 거리에 따른 연소 속도 변화를 검토한 결과 압력에 의하여 결정되는 연소 속도 대비 연소 속도가 감소하는 negative erosive burning이 발생함을 확인하였다. 또한 8개의 대칭형 fin 형상을 적용하여 radial mode의 연소 불안정이 발생함을 확인하였으며 fin의 배치를 변경하여 대칭성을 제거함에 따라 연소 불안정이 억제되었음을 확인하였다.

In order to obtain high thrust at the beginning of the flight, the solid rocket motor with large initial burning surface area was designed and tested. From the static firing test, lower initial thrust was obtained compared with the expected thrust based on the internal ballistic prediction due to the negative erosive burning effect which reduced the burning rate estimated by APN Law. In addition, the radial mode combustion instability was observed with 8 fins grain configuration. This instability was removed after the odd number of fins were used.

(게재일: 2017.05.31)
액체로켓에서 엔진의 시동은 산화제와 연료를 연소기에 매우 짧은 시간의 차를 두고 주입하여야 하며, 이때 주입시간의 간격, 점화기 작동 지연 등은 방대한 량의 추진제 혼합물에 에너지를 인가함으로서 대형 폭발로 이어질 수 있는 상황이 된다. 그러므로 각 추진제의 천이특성과 연소기 또는 가스발생기의 유입 시점을 측정하는 것은 매우 중요하며, 상대적으로 느린 응답 특성을 갖는 정압으로는 유입 시점을 관측하기에는 어려움이 많으므로 추진제 유로를 따라 동압을 측정하여 보다 정확한 유입시점을 찾을 수 있었다.

When a liquid rocket engine is started the oxidizer and fuel must be flowed into combustion chamber and gas generator with time differences. The wrong time difference between propellants or malfunction of ignition device can occur the explosion of combustion chamber due to detonation by energized premixed-propellants. Therefore it is important to observe the transient characteristic of propellants or to measure the inflow time of propellants into combustion chamber and gas generator. The measurement of static pressure is not enough to observe the propellants inflow time into combustion chamber and gas generator. By measuring dynamic pressure of main flow passage of propellants the accurate propellants inflow time could be investigated.

(게재일: 2017.05.31)
한국형발사체의 설계안에는 산화제 배관의 geysering 현상과 펌프 입구의 cavitation 현상을 방지하기 위하여 발사대기 중 산화제인 액체산소를 과냉각 하여 공급하는 시나리오가 포함되어 있다. 이 조건을 75톤급 엔진 개발 시험 단계에서 검증하기 위해 엔진 연소시험설비에는 액체산소를 과냉각 할 수 있는 시스템이 적용되었다. 여기에는 진공 이젝터를 이용한 방법과 탱크 내 헬륨 분사를 통한 방법이 적용되었으며, 성능 평가를 위해 각각에 대한 과냉각 시험이 수행되었다. 두 시험에서 모두 약 17분간 시험이 진행되었으며, 탱크 50%수위 지점 기준 이젝터를 이용한 시험에서는 약 3.3K, 헬륨 분사를 이용한 시 험에서는 약 2.2K 의 과냉각 결과를 나타내었다.

In the design of KSLV-II, there is a scenario in which supercooled liquid oxygen is supplied to prevent a geysering phenomenon in the oxidizer pipe and a cavitation phenomenon at the pump inlet. To verify this condition in the engine development test phase, a system that supplies supercooled liquid oxygen to the engine was applied in the engine combustion test facility. In this system, supercooling methods using a vacuum ejector and using helium injection to the tank were appied. Both tests were carried out for about 17 minutes. Supercooling results of about 3.3K for the ejector test and about 2.2K for the helium injection test were obtained at the 50% level of the tank.

(게재일: 2017.05.31)
희박 예혼합 연소기는 NOx 배출 규제를 만족시키지만, 연소불안정 현상을 야기하는 단점을 갖고 있다. 이때 연소불안정 현상은 연소기 내부에서 열발생 섭동과 음향 압력 섭동 사이의 피드백 관계로부터 도출된다. 특히 항공용 엔진에 대한 배출 가스 규제가 강화되면서, 환형 연소기에서의 연소불안정 연구에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 환형연소기에서의 길이방향 및 환형 방향의 모드까지 계산할 수 있는 열음향 네트워크 모델을 개발 및 사용하였고, 이때 연소 모델은 화염전달함수를 적용하였다. 이와 같은 네트워크 모델을 사용하여 벤치마킹한 환형연소기의 실험데이터와 비교 분석하여 연소불안정 해석을 진행하였다.

Lean premixed combustion was successful in meeting current NOx emission regulations. However, these often leads to combustion instability. This phenomena results from the feedback relationship between heat release perturbations and acoustic pressure oscillations in the combustor. Researches on the combustion instability in an annular combustor have recently received great attention due to the enhanced NOx requirement in aero-engines. In this study, the thermoacoustic network model has been developed in order to calculate the acoustics for longitudinal as well as circumferential modes in the annular combustor. The combustion model in the network model is calculated by flame transfer function(FTF). Numerical and analytical results are compared to an measurement data.

(게재일: 2017.05.31)
발사체 경량화에 따른 한국형발사체 발사성능 해석을 위해 3 자유도 모델을 이용한 궤적계산 프로그램을 작성하였다. 이를 이용하여 단 별 구조비 감소에 따른 태양동기궤도 투입성능을 추정하였으며, 성능 지표는 투입 가능한 탑재체 무게를 기준으로 하였다. 구조비를 Angara 로켓과 유사한 수준까지 경량화 할 경우 목표 궤도에 2.58 ton을 투입할 수 있을 것으로 보인다.

A trajectory analysis program was developed using a 3 DOF model to analyze KSLV-II performance with the reducing weight. The program estimates the injection performance on the SSO orbit, which is determined as payload weight for the orbit, with various vehicle structural ratios. The KSLV-II can transport 2.58 ton to the target orbit with a reduced structural ratio similar to the Angara rockets.

(게재일: 2017.05.31)
노즐을 빠져나가는 유동과 연소실 내 음향 섭동의 상호작용은 연소 불안정을 억제하는 핵심 요소로 작용하며 노즐감쇠는 노즐 어드미턴스를 이용하여 정량적으로 평가가 가능하다. 본 연구에서는 노즐의 음향 감쇠 성능을 측정할 수 있는 변형된 임피던스 튜브 실험을 수행하여 수치적 해석기법인 Crocco의 이론을 적용한 1차원 선형화 오일러 방정식으로 도출된 노즐 어드미턴스 값과 비교하였다. 그 결과, 노즐 어드미턴스의 증감하는 부분의 정성적인 경향이 유사함을 확인 가능하였고 그에 따른 노즐감쇠가 효율적인 주파수대를 예측할 수 있었다.

The interaction between the flow of the nozzle and the acoustic motion in the combustion chamber acts as an important factor in suppressing combustion instability where nozzle damping effect can be evaluated by nozzle admittance. In this study, Modified Impedance Tube experiment is implemented to predict the acoustic nozzle damping effect. The experimental admittances are compared to numerical admittances values which are calculated from one-dimensional linearized Euler equation of Crocco's theory. As a result, it was possible to identify qualitatively the tendency between increasing and decreasing parts. Also, Efficient frequency bands of nozzle attenuation can be predicted.

(게재일: 2017.05.31)
본 논문에서는 액체로켓에서 추력제어를 위해 주로 사용되는 글로브 제어밸브의 대해 주기적인 저주파 압력섭동에서 유효 단면적에 따라 변하는 임피던스 특성에 관해 해석적 연구를 수행하였다. 유효 단면적에 따라 임피던스가 증가하는 경향을 확인하였으며, 유동장 가시화를 통해 임피던스 특성 변화를 일으키는 원인에 대해 알아보았다. 향후 제어밸브의 임피던스 특성변화의 관한 정보는 공급 시스템의 임피던스를 구하는데 활용될 수 있기 때문에 포고 현상 예측의 활용될 수 있을 뿐만 아니라 포고 현상 감소를 위해 완충기 및 오리피스를 설계할 때도 도움이 될 것이다.

In this paper, Analytical study is carried out on the impedance characteristics of the globe control valve, which is mainly used for thrust control in liquid rockets, according to the effective area at low frequency perturbation. The impedance tends to increase according to effective area and the cause of impedance characteristic change through flow field visualization is investigated. In the future, the information on the change in the impedance characteristics of the control valve can be used to obtain the impedance of the supply system and it can be utilized to predict pogo phenomenon as well as design accumulator and orifice to reduce the pogo phenomenon.

(게재일: 2017.05.31)
한국형발사체개발 사업의 일환으로 75톤급 액체로켓엔진이 개발되었다. 액체로켓엔진을 개발하는데 있어 지상연소시험의 수행은 필수적이며, 이를 통해 전체 엔진 시스템에 대한 다양한 검증이 수행될 수 있다. 본 연구에서는 75톤급 액체로켓엔진의 지상연소시험을 수행하고 지상연소시험 중 측정된 진동 신호의 분석에 관하여 개략적인 내용을 기술하였다. 진동 응답 특성 측정 및 분석은 전체 구조물의 건전성 및 구조설계를 검증하는데 있어 매우 중요한 지표로 활용될 수 있다.

A 75 ton class liquid rocket engine has been developed for KSLV II. Ground firing tests of the rocket engine were conducted to characterize and quantify its structural vibration under combustion testing environments. In this study, evaluation of dynamic response characteristics of the engine system was presented to verify its structural integrity and structural design during ground firing tests.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구에서는 복합재 압력용기의 성능지수를 최대화하기 위한 적층 설계변수의 영향도 평가 및 최적설계를 수행하였다. 복합재 압력용기의 성능지수에는 용기의 내부체적을 포함한 내압성능 및 경량화 개념이 함축되어 있다. 따라서 성능지수를 최대화하기 위하여 압력용기의 내부체적이 고정되어 있다는 가정 하에 헬리컬 및 후프 층의 두께와 후프 층의 길이, 총 세 가지 변수를 고려하였다. 선정된 변수들의 최적화를 위하여 대체모델의 구축에 필요한 반응표면법이 도입되었고, 변수의 영향도를 평가하기 위한 분산분석이 수행되었다. 최적설계 문제는 내압성능 제약조건 하에 성능지수를 최대화하는 문제로 정식화하였다. 도출된 최적화 모델에 대한 추가적인 수치해석을 통해 본 연구의 효용성을 입증하였다.

In this paper the laminate design parameters are researched to maximize the performance index of a composite pressure vessel. The pressure-resistant performance and the light-weight concept with contained internal space are implied in the performance index. To maximize the performance index, the three design variables that the thickness of each of helical and hoop layers and the length of hoop layer are considered under the assumption of fixed internal space. To optimize the variables, the response surface method is introduced for construction of the surrogate model and the ANOVA(analysis of variance) is performed to evaluate the effects of the variables. The optimization problem is formulated to maximize performance index under the burst pressure constraint. To verify the effectiveness of the research, numerical analyses are performed for the optimum model.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구는 이중모드 스크램제트 엔진의 흡입구, isolator, 연소기, 노즐에서의 flowpath 유동특성에 대한 해석적 연구결과이다. 이중모드 스크램제트 엔진의 설계와 성능을 파악하기 위해서는 공력, 열역학적 특성, 추진 그리고 전체 시스템에 대한 성능 모델과 해석 도구의 개발이 반드시 요구된다. 본 연구에서는 이중모드 스크램제트 엔진의 각 구성품인 흡입구, isolator, 연소기, 노즐에 대한 해석 모델을 정립하고, 개발된 해석 도구를 사용하여 이중모드 스크램제트 엔진의 성능특성을 파악해 보았다.

This study is the results of the analytical research for a dual-model scramjet engine flowpath which is included inlet, isolator, combustor, and nozzle. To design a dual-mode scramjet engine and to investigate its performance, the performance analysis models and tools are required to develope for aerodynamic, thermodynamic characteristics, propulsion, and total system. Therefore, analysis models for air inlet, isolator, supersonic combustor, and nozzle of a dual-mode scramjet engine were accomplished, the performance characteristics of a dual-mode scramjet engine is investigated with using the developed analysis tools.

(게재일: 2017.05.31)
고공엔진시험설비에서 지상 시험 조건의 시험 가능 여부와 설비 안전 문제를 점검하고자 로켓 엔진 유동을 해석하였다. 진공 챔버를 개방한 상태에서 냉각수를 초음속 디퓨저로 분사하면서 엔진이 작동하는 상황이며, 2차원 축대칭과 플룸, 공기, 냉각수의 3원 혼합물로 가정하였다. 해석 결과 냉각수 유량 200 kg/sec까지 지상 조건 시험이 가능하였다. 그러나 시동 초기 플룸의 역류로 인해 진공 챔버가 고온에 노출되고, 동시에 냉각수 역류로 인해 진공 챔버 내부가 오염되었다. 따라서 충분한 단열 대책과 오염 회피를 위한 작업이 선행되어야 한다.

We analyzed the rocket engine flow to check whether the possibility of the ground test and the equipment safety problems in the high altitude engine test facility. The test condition is that the vacuum chamber is open and the coolant water is injected into the supersonic diffuser. The analysis uses two-dimensional axisymmetry with a mixture of plume, air, and cooling water. As a result, the ground test was possible up to the cooling water flow rate of 200 kg/sec. However, due to the back flow of the initial plume, the vacuum chamber is exposed to high temperature, and at the same time, the inside of the vacuum chamber is contaminated due to the reverse flow of the cooling water. Therefore, sufficient insulation measures and work for pollution avoidance should be preceded.

(게재일: 2017.05.31)
본 논문은 75톤급 액체로켓엔진의 상태진단을 위해 칼만 필터를 이용한 고장진단 연구를 수행하였다. 칼만 필터 설계를 위해 75톤급 액체로켓엔진 비선형 시뮬레이션 모델을 공칭 작동점에서 선형화하였으며, 정상 모델의 상태량 변수 4가지를 이용하여 측정값과 추정값 비교를 통해 칼만 필터의 성능을 확인하였다. 이를 이용한 고장진단 알고리즘의 성능을 확인하기 위하여 터보펌프 고장을 모사하였으며 정상 모델의 잔차 변화를 비교하여 칼만 필터를 이용한 고장진단이 가능함을 확인하였다.

This paper deals with a fault diagnosis algorithm using the Kalman filter for a 75-ton Liquid Propellant Rocket Engine (LPRE). To design the Kalman filter, we linearized a non-linear simulation model of a 75-ton LPRE at an operating point, and checked the performance of the Kalman filter by comparing the measured values with estimated values of the states. Then, we artificially injected a fault of the turbopump efficiency into the simulation to confirm the performance of the fault diagnosis algorithm with the developed Kalman filter by comparing the variation of the residuals of the normal state with that of the fault cases.

(게재일: 2017.05.31)
액체로켓엔진 고장에서 시동과정이 30% 이상을 차지하며 특히, 우주왕복선 주 엔진(Space Shuttel Main Engine, SSME)은 2%의 밸브위치 오차 또는 0.1초의 시간오차와 같은 작은 변화에도 급격하게 변화하는 매우 민감한 시스템으로 시동과정의 모델링이 중요하다. 하지만, 시동과정에서 비선형 질량 유량과 열전달 특성 때문에 많은 어려움이 발생한다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위하여 부분적인 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics, CFD) 방법을 사용하였으며 본 논문에서는 구성품의 모델링을 수행하여 정상상태에서 확인을 하였다.

Since more than 30% of the liquid rocket engine failures occur during the start-up process, and the Space Shuttle Main Engine (SSME) is especially sensitive to small changes in propellant conditions, a 2% error in the valve position or a 0.1sec timing error could lead to significant damage of the engine, simulation modeling of start-up process is important. However, there are many difficulties associated with engine start-up process caused by nonlinear mass flow and heat transfer characteristics associated with filling an unconditioned engine system with cryogenic propellants. In this paper, we modelled a SSME simulation model using partially Computational Fluid Dynamics (CFD) method to solve these problems and checked the performance by comparing with the performance of the simulation model using the lumped method under the state of normal condition.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구에서는 zonal hybrid RANS/LES 기법을 사용하여 모델 스크램제트 연소기 내에서의 비예혼합 연소 현상에 대한 연구를 수행하였다. 수치 계산을 위한 도메인은 RANS와 LES 영역으로 나누어져 있으며, 이 두 개 영역의 계면은 synthetic eddy method로 처리되었다. 본 연구에서는 독일 항공우주센터에서 실험한 모델 스크램제트 연소기가 사용되었다. 수소 연료를 사용한 실험 결과와 수치해석적 검증을 수행하였다. 크랙된 케로신 연료는 에틸렌과 메탄으로 구성되었으며, 크랙된 케로신 surrogate의 난류연소는 화염편 모델을 사용하여 모사되었다.

This paper studies a nonpremixed turbulent flame in a model scramjet combustor using zonal hybrid RANS/LES method. The numerical domain is divided into two region, RANS and LES region. The interface between the two regions is treated with synthetic eddy method. A model scramjet combustor experimented at German aerospace center is selected for the comparative study. The fuel injection of cracked kerosene surrogate which is composed of ethylene and methane is considered. Turbulent combustion of cracked kerosene surrogate is achieved using flamelet approach.

(게재일: 2017.05.31)
본 연구에서는 극초음속 추진기관을 위한 시험설비의 장치인 초음속 디퓨저 설계하였고, 두 가지 수축비를 변수로 선정하여 각각의 디퓨저를 수치해석 및 상온 시험을 진행하였다. 수치해석을 통하여 각각의 마하수와 압력에 대한 내부 유동을 확인하였다. 상온 시험을 통하여 진공챔버에 형성되는 압력과 벽면 압력을 통하여 내부에 형성되는 압력을 확인할 수 있었다. 상온 시험과 수치해석의 차이점을 분석하고, 향후 극초음속 추진기관을 위한 시험설비를 구축할 기초자료를 확보하였다.

In this study, we propose an supersonic diffuser that is one of test facilities for hypersonic propulsion engine, and conduct numerical analyses and cold flow test using each diffuser as the corresponding variable. Specifically, inner flow characteristics are computed based on mach number and pressure by the numerical analyses. Also, we test through cold flow test the pressure in the vacuum chamber and the inner pressure that is formed by the wall pressure. Finally, we compare the results from cold flow test and the numerical analyses, and report a preliminary result that might be useful to construct a better test facility of hypersonic propulsion engine in the future.

(게재일: 2017.05.31)
극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로써 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 실제 반응조건과 비슷한 Packed bed flow reactor에서 Exo-tetrahydrodicyclopentadiene를 연료로 사용하여 촉매의 흡열량을 측정하는 방법에 대한 연구를 진행하였다.

In hypersonic aircraft, increase of aerodynamic and engine heat lead thermal load in airframe. It could lead structural change of aircraft's component and malfunctioning. Endothermic fuels are liquid hydrocarbon fuels which are able to absorb the heat load by undergoing endothermic reactions. In this study, we investigated the method of measuring the heat sink of catalyst by using exo-tetrahydrodicyclopentadiene as a fuel in a packed bed flow reactor similar to the actual reaction conditions.

(게재일: 2017.05.31)