• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.15-21
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• 1994

단계적 연료방식을 가지는 가스터빈 연소기의 해석을 위한 방법을 제안하였으며, 이를 바탕으로 연료배분방식에 따른 연소기의 연소 및 NOx 발생특성을 규명하였다. 연소기 해석모델은 연소기 내부를 선회기구역, 1차연소구역, 재순환구역, 2차연소구역 및 희석구역으로 나누어 각각의 반응구역을 혼합반응기, 플러그 유동반응기의 모델로서 근사하였다. 반응기내의 연소 및 NOx 생성반응은 천연가스 반응모델과 Zel'dovich 의 NOx 모델을 이용하여 예측하였다. 본 해석방법을 이용하여, 각 반응구역에 유입되는 연료량이 연소기내 연소특성, NOx 발생 특성 및 온도분포에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, NOx 저감을 위해 증기분사를 사용하는 경우에 분사위치가 NOx 발생에 미치는 영향을 분석하여, 가스터빈 연소기설계에 필요한 기초자료를 제공하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권3호
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• pp.204-211
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• 2019

희박연료 직접분사(Lean Direct injection(LDI)) 가스터빈 연소기에 대한 이상유동 특성을 해석하였다. LDI 연소기에 적용된 환형분사기(hollow-cone spray injector)의 분열을 모사하기 위해 분열모델(Linearized Instability Sheet Atomization(LISA), Aerodynamically Progressed Taylor Analysis Breakup(APTAB)을 적용하였다. 침투깊이와 평균입도(Sauter Mean Diameter(SMD))를 통해 분열모델을 검증하였으며, LDI 연소기에 적용하여 이상유동특성을 분석하였다. 스월인젝터로 인해 Precessing Vortex Core(PVC)가 발생하였으며, 액적들이 PVC를 따라 미립화되는 것을 확인하였다. SMD 결과를 통해 PVC가 회전하는 영역의 외곽으로 즉, 빠른 속도 영역에 액적들이 분포하며, 스톡스수(Stokes number)는 1보다 작다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.189-195
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• 2019

논문에서는 상용급 가스터빈을 대상으로 해서 셰일가스를 연료로 공급할 때 유동 및 연소특성을 3-D 수치해석적 방법으로 구하였다. 이 때, Standard k-e 난류모델, 2단 메탄산화반응, Finite rate/Eddy dissipation 반응모델, DTRM 복사모델이 사용되었고, 기준조건(도시가스, PR 0.07)에서 출구 측에서 형성되는 온도는 이전 문헌 값과 비슷한 값을 보였다. 위 모델을 바탕으로 해서 연료조건으로 기존의 도시가스 외에 세 가지 셰일가스 조건(도시가스 대비 열량기준 80%, 90%, 105%)을 선정하였고, 각 연료조건에 대하여 세 가지 연료분사조건(PR=0.7, 0.9, 0.11)에 대한 해석을 수행하였다. 해석결과, 모든 셰일가스 연료공급 조건에 대하여 도시가스 대비 온도 혹은 NOx 측면에서 연소안정화를 만족하였다. 또한 모든 조건에 대해서 PR이 증가할수록 출구측 평균온도는 일정했지만 NOx량은 증가하였다. 이는 파일럿비가 증가할수록 상대적으로 확산연소가 증가했기 때문이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.81-89
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• 2018

본 연구에서는 초음속 유동장 내 연료 분사시 연소기의 공간적인 제한 조건을 고려하여 복수의 분사기간 배치 간격을 변화시키고 그에 따른 유동 구조, 연료의 침투 거리 및 연료-공기의 혼합 특성을 비교 분석하였다. 이를 위하여 널리 알려진 단일 분사구를 이용한 실험 조건을 모사하여 적용된 수치 모델을 검토하였으며, 동일한 분사 조건을 갖는 복수의 분사기를 이용하여 비반응 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 분사구 간 거리에 따라 전압력 손실, 침투 거리, 및 혼합 성능 등을 정량적으로 비교하였다. 해석 결과 분사구 간 배치 거리가 매우 짧은 경우 분사 연료가 서로 융합되면서 유동장이 2차원 특성을 나타내었고 전반적으로 낮은 혼합 효율 특성과 높은 전압력 손실을 발생하였다. 분사구 간 거리가 멀어짐에 따라 분사 가스간의 상호작용이 감소하면서 혼합 효율이 증가하고 전압력 손실이 낮아지는 것이 관찰되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.69-72
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• 2011

추력 75톤급 액체로켓엔진용 가스발생기의 초기 검증을 위한 세 번째 축소형 모델에서 연소시험이 수행되었다. 본 논문에서는 세 번째 축소형 가스발생기 모델의 연소시험 중 발생한 저주파 연소불안정에 대한 분석 결과를 기술하였다. 이러한 저주파 압력섭동은 연소실 압력, 산화제/연료 분사기의 차압과 연관된 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.29-39
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• 2010

증기분사 재생 가스터빈 시스템의 성능을 해석하고 최적 운전조건을 분석하였다. 해석모델을 통해 압력비, 증기분사율, 주위온도나 터빈입구온도 등의 설계변수들이 시스템의 열효율, 연료소모율, 비동력등 성능에 미치는 영향을 최적 운전조건에서 분석하였다. 해석결과들은 증기분사가 재생 가스터빈시스템의 열효율과 비동력을 대폭 향상시킬 수 있음을 보여주었다.

• 한국분무공학회지
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• 제21권1호
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• pp.47-52
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• 2016

This paper describes the modeling of CNG direct injection using gaseous sphere injection model. Simulation of CNG direct injection does not need break up and evaporation model compared to that of liquid fuel injection. And very fine mesh is needed near the injector nozzle to resolve the inflow boundary. Therefore it takes long computation time for gaseous fuel injection simulation. However, simulation of CNG direct injection could be performed with the coarse mesh using gaseous sphere injection model. This model was integrated in KIVA-3V code and RNG $k-{\varepsilon}$ turbulence model needs to be modified because this model tends to over-predict gas jet diffusion. Furthermore, we preformed experiments of gaseous fuel injection using PLIF (planar laser induced fluorescence)method. Gaseous fuel injection model was validated against experiment data. The simulation results agreed well with the experiment results. Therefore gaseous sphere injection model has the reliability about gaseous fuel direct injection. And this model was predicted well a general tendency of gaseous fuel injection.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권12호
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• pp.1108-1114
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• 2007

end-burning 연소실의 주요 설계인자들을 구축하기 위해 기존에 수행되었던 인젝터 배열 및 포트 직경 변화, O/F비 변화 외에 산화제 분사각 변화에 따른 연소 특성을 해석하였다. 연료면과 평행한 분사각(Case 1), 연료면을 향해 기울여진 분사각(Case 2)과 노즐을 향해 기울여진 분사각(Case 3)을 설정하여 모델을 구성하였다. 연료면을 향한 분사각의 경우 상류에서 가장 효율적인 혼합특성을 보였으나 상당량의 미연가스가 노즐 밖으로 배출됨을 알 수 있었다. 반면 Case 1과 Case 3은 낮은 혼합특성을 보였으나 연소효율은 연료면을 향한 경우보다 월등한 것으로 판명되었다. Case 1, Case 3 모두 유사한 경향을 나타내었으나 노즐을 향한 Case 3은 짧은 체류시간으로 인해 연료면과 평행한 Case 1에 비해 낮은 연소성능을 갖는 것으로 평가되었다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.207-209
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• 2000

GDI(Gasoline Direct Injection) 기관은 전체적으로 희박한 영역에서 작동되기 때문에 저연비, 고출력화 및 배기유해가스 저감에 매우 유리하다. GDI 기관에 있어서 희박연소를 실현하고자 한 연구는 공기유동 강화방식, 연소실 형상의 최적화, 부실식 연소, 분사된 연료의 미립화, 흡기포트의 형상 변화, 운전조건 변화에 따른 분사전략의 변화 등 그 방식도 다양하며,$^{<1-5>}$ 최근엔 이러한 각 방식들의 장점들을 적절히 활용하고 이에 따라 각기 고유한 모델을 채택하여 접근하려는 시도를 하고 있다$^{<6>}$ . (중략)

• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-36
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• 2015

본 연구는 발전용 디젤 엔진을 천연가스/디젤 혼소 엔진으로 개조하기 위한 선행 연구로 1.5MW급 발전용 디젤 엔진을 대상으로 상용 프로그램인 GT-Power를 이용해 수치해석을 진행하였다. 흡기 포트에 천연가스 분사 장치를 추가한 수치해석 모델을 통해 기존 엔진에서 천연가스와 디젤을 혼소시킬 경우 엔진 성능에 미치는 영향과 특성에 대해 분석하였다. 엔진 속도 720RPM, 혼소율 0%~40%까지 5개 조건에서 수치해석을 진행했다. 연구 결과 혼합 연소 시 천연가스의 비율이 증가할수록 출력이 감소하는 경향을 보였으며 혼소율 40%에서 출력이 18.4% 감소하였다. 이에 따라 실험계획법(Design of Experiment)을 통해 연료 분사시기와 연료 분사 기간에 대한 영향을 분석했다. 또한 이러한 영향을 고려해 연료 분사시기와 분사기간을 최적화시켜 혼소 엔진 출력과 디젤 엔진의 출력을 비교하여 혼소엔진으로의 개조에 따른 엔진의 출력과 효율에 대한 변화를 정량적으로 도출하였다. 그 결과 혼소율 40%에서 엔진 출력은 8.55% 감소하여 최적화 이전에 비해 12.5%의 개선 효과를 보였다.