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한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propul... 17건

  1. [국내논문]   유전 알고리즘을 이용한 우주 발사체 통합 최적 설계  

    이강규 (Department of Aerospace Engineering, Inha University ) , 차승원 (Department of Aerospace Engineering, Inha University ) , 양성민 (Department of Aerospace Engineering, Inha University ) , 김용찬 (Department of Aerospace Engineering, Inha University ) , 오석환 (Department of Aerospace Engineering, Inha University ) , 이상복 (Department of Aerospace Engineering, Inha University ) , 노태성 (Department of Aerospace Engineering, Inha University)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 1 - 11 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    본 논문에서는 시스템 엔지니어링을 기반으로 우주 발사체의 시스템 설계를 정립하여 통합 설계할 수 있는 프로세스를 정립하였다. 주어진 페이로드 중량과 궤적에 대한 임무 설계 결과를 바탕으로, 시스템 설계 단계에서는 추진, 무게 추정, 공력 등의 각 단위별 해석을 진행한 후 통합하여 최적 설계를 수행될 수 있도록 하였다. 최종 단계에서는 설계된 발사체를 3-자유도 궤적 최적화 시뮬레이션을 통해 임무를 수행할 수 있는지 확인하도록 프로그램을 구성하였다. 최적 설계 기법으로는 유전 알고리즘을 이용하였으며, 이를 이용하여 설계 시 고려해야 할 변수와 파라미터들의 최적 설계 결과를 제시하였다.

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  2. [국내논문]   로켓추진을 이용한 고속 수중운동체의 수중 주행성능 측정 결과(II)  

    윤현걸 (Agency for Defense Development ) , 이효남 (Agency for Defense Development ) , 차정민 (Agency for Defense Development ) , 임설 (Agency for Defense Development ) , 서석훈 (Actuator Systems, Hanwha Corporation Defense R&D Center)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 12 - 17 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    고체 로켓추진기관을 이용한 자연공동형 수중운동체를 수중주행 시험하였다. 수중운동체의 속도 및 주행거리를 측정하고, 수중운동체 표면에 설치한 압력센서로 초공동의 발달에 따른 표면 압력 변화를 조사하였고, 수중카메라로 수중운동체에 초공동이 발생하여 진행하는 과정을 기록하였으며, 이를 이차원 비점성 이론해석법에 근거한 CNU-SuperCT 프로그램을 사용하여 계산한 시뮬레이션 결과와 비교하였다. CNU-SuperCT 프로그램은 수중운동체의 조종면을 포함하지 않고 계산하는 것을 고려하면, 시뮬레이션 결과와 측정결과가 잘 맞는다고 판단되며, 수중촬영결과도 이와 동일한 결과를 보인다.

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  3. [국내논문]   다단연소사이클 액체 로켓엔진의 압력제어에 대한 연구  

    황창환 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 이광진 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 우성필 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 임지혁 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 전준수 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 이정호 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 유병일 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 한영민 (Engine Test and Evaluation Team, Korea Aerospace Research Institute)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 18 - 23 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    나로우주센터에 구축/개발된 3단 엔진 연소시험설비에서 다단연소사이클 액체 로켓엔진의 시험을 수행하였다. 수류시험과 점화시험, 연소시험이 이루어졌으며 예연소기의 연소압력 제어를 위한 TTR의 개도를 $143^{\circ}$ 에서 $185^{\circ}$ 까지 변화시키며 시험을 수행하였다. 시험 결과 엔진의 주요성능과 TTR 개도에 의한 수력학적 변화를 확인하였지만 연소압력의 제어성 확인을 위한 결과는 얻지 못하였다. 향후 본 논문의 연구에서 도출된 개선점을 보완한 예연소기 압력제어 연구가 이루어질 것이다.

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  4. [국내논문]   디퓨저 베인에 기인한 공진조건에서의 임펠러 강제진동 및 구조응답 예측  

    김용세 (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University ) , 공동재 (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University ) , 신상준 (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University ) , 박기훈 (Hanhwa Power Systems Co., Ltd. ) , 임강수 (Hanhwa Power Systems Co., Ltd.)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 24 - 35 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    원심압축기 임펠러의 블레이드는 임펠러와 디퓨저 베인 간 상호작용에 의해 발생하는 비정상 유동의 공력가진력이 공진조건에서 주기적으로 임펠러를 가진함에 따라 고주기피로 파손이 발생할 수 있다. 이에 대한 정밀한 구조응답 예측을 위해 유동해석과 구조해석을 각기 수행하여 공력가진력과 주요 공진조건을 도출하였다. 이 후 단일방향의 유체-구조 연성 기반의 강제진동 해석을 수행하고, 결과들을 토대로 고주기피로에 대한 구조 안전도를 평가할 수 있는 수치해석 절차를 구축하였다. 본 논문의 수치해석 절차는 임펠러 초기 설계단계에서 고주기피로 문제를 사전에 방지하는데 기여할 것으로 기대된다.

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  5. [국내논문]   연소시간 중 노즐조립체의 열-구조적 거동분석에 관한 연구  

    노영희 (Agency for Defense Development ) , 서상규 (Agency for Defense Development ) , 정승민 (Agency for Defense Development)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 36 - 43 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    연소 중 고온, 고압, 고속의 연소가스가 작용하는 노즐조립체는 다양한 부품(목삽입재/내열재/구조체)이 접촉/접착의 형태로 조립되며, 유동(경계층 유동장)-열(기계/화학적 삭마, 숯 등 열반응, 열전달)-구조(마찰, 접촉, 접착, 동적거동 및 열응력)적 복합하중이 내부에 작용하며 복잡한 거동을 보이기 때문에 정확한 구조적 안전성을 계산하는데 한계가 있다. 본 연구는 연소시험 후 목삽입재 깨짐 현상이 발생한 노즐조립체에 대해 연소시간 중 열-구조적 거동분석을 해석적으로 수행하였다. 연소시간 중 시간별/위치별로 유동해석에서 계산된 내부압력과, 열반응을 고려한 열해석(Thermal Surface Reaction & Ablation Analysis)에서 계산된 노즐 표면의 삭마량 및 대류열전달계수가 구조해석의 경계/하중조건으로 부여된 후 열-변형 해석이 수행되는 연동해석(Co-simulation)기법을 사용하였다. 특히 구조해석 시각 부품별 경계면의 접착/접촉/마찰조건을 달리하며 연소시험 시 계측된 변형률값과 비교하여 가장 유사한 연소 중 거동분석 조건을 도출하였다.

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  6. [국내논문]   예막 공기충돌형 분사기의 벤추리 덤프면 설계  

    신동수 (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Graduate School, Korea Aerospace University ) , 최명환 (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Graduate School, Korea Aerospace University ) , (Department of Aerospace and Mechanical Engineering, Graduate School, Korea Aerospace University ) , 구자예 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University ) , 정승채 (Hanhwa Aerospace R&D Center)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 44 - 54 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    예막 공기충돌형 방식의 희박 예혼합 예증발(LPP) 보조 분사기에 벤추리를 장착하여 분무 실험을 할 경우 액적의 낙수현상이 나타나며, 이는 액적의 불균일한 분포로 나타난다. 이를 해결하기 위해 벤추리의 출구 각도를 변화시켜 노즐목 부분에서 덤프면을 형성시켰다. 덤프면의 형성은 벤추리 출구에 재순환영역을 형성시키면서 미립화 성능을 개선하며 액적 낙수를 최소화하였다. 분사기의 불균일한 분무를 해결하기 위해 벤추리 내부의 유동 특성 및 분무의 SMD를 비교분석하였으며, 최종적으로 분무의 손실을 최소로 하며 분무를 향상시킬 수 있는 최적의 벤추리의 형상을 선정하였다.

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  7. [국내논문]   ARC(Heat-wait-search method)와 Isothermal 조건을 이용한 압축형 복합화약의 열적 특성 및 노화 예측 연구  

    이소정 (Agency for Defense Development ) , 김승희 (Agency for Defense Development ) , 권국태 (Agency for Defense Development ) , 전영진 (School of Weapon Systems Engineering, University of Science and Technology)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 55 - 60 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    열적 특성은 에너지 물질 분야에서 중요한 특성 중 하나로, 분해열을 방출하기 때문에, 열적 특성 분석에 DSC(Differential Scanning Calorimetry)가 자주 사용된다. 그러나 DSC 측정의 경우, 용융과 같은 열역학적 변화가 kinetics 분석에 방해를 끼친다. 이번 연구에서는 이 문제점을 해결하는 방안으로, 등온 조건으로 한 DSC 기초 데이터와 g 단위로 측정하는 ARC(Accelerating Rate Calorimetry)의 데이터를 이용하여 AKTS(Advanced Kinetics and Technology Solutions) thermokinetic 프로그램을 이용하여 열적 노화 특성을 예측, 비교한다.

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  8. [국내논문]   캐비테이션 환경에서의 액체로켓엔진용 산화제펌프의 고주파 신호 분석  

    김대진 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 강병윤 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 최창호 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute ) , 배준환 (Turbopump Team, Korea Aerospace Research Institute)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 61 - 67 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    액체로켓엔진용 산화제펌프의 캐비테이션 시험 중 입출구 배관과 펌프 케이싱에서 계측된 고주파 신호를 분석하였다. 각각의 데이터의 RMS 값을 캐비테이션 수에 따라 표현하였다. 또한 회전수 동기 주파수와 날개 개수 성분, 캐비테이션 불안정성 주파수의 크기를 검토하였다. 입출구 배관의 압력섭동은 캐비테이션 불안정성의 영향을 받았다. 출구 배관의 신호에서는 인듀서 날개 주파수인 3x 성분이 탁월하였다. 이러한 현상은 임펠러의 날개 개수가 인듀서의 날개 개수의 배수인 것과 관계가 있는 것으로 추정된다. 케이싱에 부착된 가속도계에서도 캐비테이션 불안정성 주파수가 확인되었다.

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  9. [국내논문]   고온 고압 공기가열기 성능시험  

    이정민 (Agency for Defense Development ) , 나재정 (Agency for Defense Development ) , 홍윤기 (Agency for Defense Development ) , 김정우 (Agency for Defense Development)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 68 - 75 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    본 연구는 설계된 고온 고압 연소식 공기가열기의 성능을 확인하기 위한 성능시험과 그 결과분석에 대한 것이다. 총 4가지의 시험조건에 대한 시험과 3가지 조건에 대한 레이크 측정 시험이 수행되었다. 성능시험결과 목표 온도와 공급 유량조건을 모두 만족하였으며, 최대 공급온도 2000 K, 최대 연소압력 40 bar의 조건을 만족하였다. 공급된 메탄의 유량은 이론값보다 최대 36% 증가하였으며, 측정된 온도는 이론적으로 계산된 온도보다 최대 19.6%의 차이를 보였다.

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  10. [국내논문]   고체 로켓 추진기관에서 실리카/페놀릭 열반응 해석 연구  

    서상규 (Agency for Defense Development ) , 함희철 (Agency for Defense Development ) , 강윤구 (Agency for Defense Development)
    한국추진공학회지 = Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers v.22 no.4 ,pp. 76 - 84 , 2018 , 1226-6027 ,

    초록

    본 논문에서는 고체 로켓 추진기관에서 내열재 및 단열재로 사용되는 실리카/페놀릭 복합재료의 열반응을 고려한 열전도 수치해석을 수행하였다. 고체 로켓 추진기관의 연소 중 실리카/페놀릭의 삭마와 열분해 과정을 고려한 열전도 해석을 위해 1차원 유한차분법을 이용하여 계산을 수행하였다. 노즐벽에서의 경계조건은 대류열전달계수를 고려하였으며, 이는 적분방정식을 이용하여 계산하였다. 삭마두께 및 숯깊이 해석결과는 목삽입재 평가 모터인 TPEM-10을 이용한 시험결과와 비교분석하였으며, 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.

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