• 대한기계학회논문집B
• /
• 제20권10호
• /
• pp.3282-3292
• /
• 1996

Flow velocity was measured using a hot wire anemometer. Turbulence intensity was in proportion to mean flow velocity regardless of swirl velocity. And integral length scale has proportional relation with swirl velocity regardless of measurement position. Flame speed calculated by radius of visualized flame was increased and then decreased according to lapse of time from spark. Maximum flame speed was increased according to increase of turbulence intensity. Burning speed and flame transport effect increased with increase of swirl velocity, but ratio of burning speed to flame speed decreased with increased of swirl velocity. Mass fraction burned versus volume fraction burned was increased in proportion to the increase of turbulence intensity, caused by increase of combustion promotion effect according to increase of turbulence intensity and scale.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권1호
• /
• pp.82-88
• /
• 2011

본 연구의 목적은 실용연소기를 대상으로 한 복잡한 난류 연소장에의 Dynamic SGS G-방정식의 유용성을 확인하는 데에 있다. 본 연구에서는 sub-grid 난류확산과 화염 두께에 근거한 새로운 난류화염 전파속도 모델을 제안하였으며, sub-grid 난류강도를 이용한 기존 모델과의 비교, 검증을 수행하였다. 해석결과는 실험결과와의 비교를 통해 속도와 온도분포를 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
• /
• pp.393-396
• /
• 2008

질소 희석 가스가 수소화염의 화염안정성에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 연료는 수소이며 수소화염을 부상시키기 위하여 동축공기를 사용하였다. 이때 수소의 속도는 200 m/s이고 동축공기의 속도는 16 m/s로 고정하였다. 질소 희석 가스는 연료 공급라인에 주입되었으며 전체 연료 부피의 0$\sim$20%까지 주입하였다. 화염구조분석을 위하여 PIV/OH PLIF 동시측정 기법을 사용하였다. 수소 난류 확산화염 화염안정성 실험을 통하여 질소 가스 주입에 따라 부상화염 높이는 증가하였으며, 난류 화염 전파속도는 감소하였다. 그리고 난류 화염전파속도는 난류강도의 함수로 표현될 수 있었다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
• /
• pp.115-154
• /
• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제19권8호
• /
• pp.2030-2038
• /
• 1995

In this study, three turbulent flame propagation models are compared using experimentally measured data of a 4 valves/cylinder spark-ignition engine. First two conventional models are B.K model and GESIM combustion model. The burning rates calculated from the two models are compared with the burning rates calculated from measured pressure data using the one-zone heat release analysis. GESIM combustion model predicts burning rates closer to the data acquired from the experiment in wide operating ranges than B-K model does. The third model is refined based on GESIM combustion model by including the effect of flame stretch, turbulent length scale band pass filter and a variable that considers flame size and the area of flame contacting the cylinder wall surface. The refined combustion model predicts burning rates closer to experimental results than GESIM combustion model does. Also, the refined combustion model predicts flame radius close to the experimental result measured by using optical fiber technique.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권12호
• /
• pp.1209-1215
• /
• 2012

관내 예혼합화염에서 나타나는 평면화염부터 난류화염거동까지의 천이현상에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 천이현상의 관찰을 위해 관내에 평면화염을 형성하였고, 화염면 중심에 $CO_2$ 레이저를 조사하여 국부 화염속도를 증가시켰다. 레이저에 의해 변형된 화염은 전체 화염면적의 증가와 진동 불안정성의 거동을 보이며 전파한 후, 큰 소음과 함께 난류화염의 거동을 보이며 관 바닥으로 전파한다. 본 연구에서는 난류화염거동이 나타나기 전까지의 변형된 화염에 대한 동적 거동을 관찰하여 분석하였고, 이에 대한 물리적 모델을 제시하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.145-152
• /
• 1998

실내에서 가스폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\varepsilon$ 모델에서 turbulance energy를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제28권4호
• /
• pp.632-640
• /
• 2004

The purpose of this study is to clarify the influence of inert gas on the configuration characteristics of premixed turbulent propagating flames of hydrogen mixtures. Inert gas is changed to $N_2$, Ar, $CO_2$ and He keeping the laminar burning velocity of mixtures nearly the same value. A laser tomography technique was used to obtain the flame shape, and quantitative analyses were performed. The result shows that in the wrinkled laminar flame region, the surface area of turbulent flame is slightly dependent on the equivalence ratio and the kind of inert gas. It is also shown the region of convex part of flame toward the unburned gas is greater than that of toward the burned gas regardless of the kind of inert gas.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권11호
• /
• pp.57-64
• /
• 2005

화염면의 전파를 모사하는 -방정식에 기초한 DSGS 모델을 이용한 난류 예혼합 연소에 대한 LES 해석을 수행하였다. -방정식에 새롭게 도입된 DSGS 모델을 적용한 LES 지배방정식을 고찰한 후 후향계단을 갖는 복잡한 형상의 연소기 내의 난류 예혼합 연소 유동을 고찰하였다. 본 연구의 LES 해석은 재부착 위치, 평균속도 및 변동량, 그리고 온도와 같은 실험결과를 정확히 예측하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.24-29
• /
• 2003

실내에서 가스 폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며, 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도 별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\epsilon$ 모델에서 난류 에너지를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며, 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.