• 기계저널
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• 제33권12호
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• pp.1063-1068
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• 1993

왕복식엔진에서 연소과정은 실린더내 유체유동에 지배되므로 최적조건의 엔진설계를 위해서는 실린더내 유체유동을 효과적으로 이용하는 것이 필요하다. 연소과정에 중요한 영향을 미치는 압축말기 연소실내 난류강도는 흡입과정시 생성된 유동의 에너지가 압축과정을 거치면서 작은 스케일의 에디(eddy)로 깨지면서 발생된다. 연소과정시 이러한 에디들은 초기화염생성을 촉진 시키고 화염전파속도를 증진시키는 역할을 함으로써 실린더내 유체유동에 대한 이해증진을위해 실린더내 평균속도 및 난류유동을 측정하는 연구들이 많이 진행되고 있다. 엔진유동은 매사이 클의 유동이 엄밀히 주기적인 운동을 하지 않고, 각 사이클의 유동이 비정상유동을 하며, 유동의 생성 및 소멸이 매우 짧은 특성을 가진다. 따라서 산란입자가 측정체적을 통과할 때 속도데이 터가 발생하는 LDV(laser Doppler velocimetry) 측정에 있어서 레이저빔의 산란광노이즈 감소와 산란입자의 효율적인 공급으로 데이터 발생률을 높이는 것이 어려운 점이다. 이 글에서는 엔진 유동의 LDV측정시 고려해야 할 문제점들, 실험장치구성, 그리고 데이터처리 방법과 주요측정 결과에 대해 본 연구팀에서 지금까지 수행한 연구결과를 토대로 하여 기술하고자 한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권6호
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• pp.78-86
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• 1995

The structure of premixed turbulent flames in a constant-volume vessel was investigated using a microprobe method. The flame potential signal having one to eight peaks was detected in the case of turbulent flames, each of them being regarded as a flamelet existing in the flame zone. Based on this consideration, the flame propagation speed, the thickness of the flame zone, the number of flamelets and the separation distance between adjacent flamelets in the flame zone were measured. The experimental resuits of this work suggest the existence of "reactant islands" behind the flame front when the turbulence was intensified to some extent. The critical(lowest) ratio of turbulence intensity to the laminar burning velocity being found to be about 0.7 for the formation of reactant islands in this experiment.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.59-63
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• 2010

토치 점화 장치의 연소 특성을 파악하기 위하여 7개의 각기 다른 토치 점화 장치를 설계하였다. 토치 점화장치의 오리피스 직경에 따른 특성을 파악하기 위하여, 토치 점화 장치의 체적과 높이는 고정하고, 오리피스 직경을 4mm에서 16mm까지 2mm씩 증가시키며 실험하였다. 초기 화염 생성 및 전파는 질량 연소율과 연소 촉진율로 분석하였다. 질량 연소율과 연소 촉진율을 계산하기 위하여 정적 연소실 내의 평균 압력을 측정하였다. 또한 shadow graph법을 이용하여, 초기 화염 생성과 화염 전파과정 전 영역을 가시화하였다. 토치 점화 장치를 사용한 경우에는 일반적인 스파크 점화와 비교하여 질량 연소율의 기울기가 증가하였고, 연소 촉진율도 개선된것을 확인하였다. 또한 가시화된 이미지를 확인한 결과 토치 점화 장치를 사용하면 초기 화염 발달 단계에서 화염이 난류 화염으로 천이되어 연소가 촉진된것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1084-1093
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• 2010

화염 전파 특성을 나타내는 G 방정식에 기초한 Sub-grid Scale연소 모델을 이용하여 보염기 주위의 난류 예혼합 연소 해석에 관한 대 와동 모사를 수행하였다. Dynamic SGS 모델이 G방정식에 도입되었으며, 삼각형의 보염기 배면의 예혼합 연소 유동에 의해 검증되었다. 해석결과는 실험결과와의 비교를 통해 속도와 온도분포를 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권1호
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• pp.31-37
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• 2012

본 연구는 주거용 건축물의 열역학적 수치해석모델을 검토하는데 목적이 있다. 화재하중과 화재강도는 성능설계의 사용이 증가함에 따라 건축물 화재안전 설계에 중요한 요소으로 대두되고 있으며, 컴퓨터 성능의 발전으로 수치해석을 통한 예측이 가능해 지고 있다. 주거 가연물의 연소특성을 예측하기 위해 각가연물의 수치해석용 모델을 설계하였다. 해석된 결과를 검증하기 위해 수치해석의 결과를 실물 화재실험의 결과와 비교하였다. 수치해석을 위해 FDS5를 사용하였으며, 난류해석을 위해 LES모델이 적용하였다. 검증결과 화염전파 현상 및 온도곡선은 실험결과와 정성적으로 잘 일치함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권8호
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• pp.849-854
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• 2005

The laminar flame concept in turbulent reacting flow is considered applicable to many practical combustion systems For turbulent premixed combustion under widely used flamelet concept, the flame surface is described as an infinitely thin propagating surface that such a Propagating front can be represented as a level contour of a continuous function G. In this study, for the Purpose of validating the LES of G-equation combustion model. LES of turbulent Premixed combustion with dynamic SGS model of G-equation in turbulent channel flow are carried out A constant density assumption is used. The Predicted flame propagating speed is goof agreement with the DNS result of G. Bruneaux et al.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.55-61
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• 2004

Leading front of a lifted diffusion flame in turbulent mixing layer was investigated in order to find a appropriate definition of the turbulent edge propagation speed. The turbulent lifted diffusion flame was simulated by employing the flame hole dynamics combined with level-set method which yields a temporally evolving turbulent extinction process. By tracing the leading front locations of the temporal flame edges, temporal variations of the liftoff height, local flow velocity, and edge propagation speed at the leading front were investigated and they demonstrated the flame-stabilization condition of the turbulent lifted flame. Finally, a turbulent edge propagation speed was defined and its temporal variation from the simulation was discussed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권4호
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• pp.391-398
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• 2005

In this investigation, turbulent premixed combustion and flame front propagation in a gas turbine combustion chamber is studied. Direct numerical simulation of turbulent reacting flows demands extremely high computational resources, especially in more complicated geometry. The alternative choice may be left for Large Eddy Simulation (LES) by which only large scales are solved directly. In combustion problems, capturing the large scales' behavior without solving the details of small scales is a difficult task. Using a transport equation for description of the flame front propagation and therefore avoiding the calculation of inner flame structure is the basic idea of this study. For this purpose. the so-called G-equation has been used by which any iso-level of the G variable provides the flame location. A comparison with the experiment indicates that the present method can predict a turbulent velocity field and also capture a instantaneous 3-dimensional flame structure.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.56-63
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• 2018

저선회 연소기에서는 노즐출구의 속도장과 예혼합화염의 전파속도 간 균형에 의해 화염이 부상되어 존재한다. 저선회 화염의 부상높이에 대한 이해는 연소기의 안정성 및 노즐팁의 열화와 관련하여 중요한 문제이다. 이전의 실험적 연구로부터 입구 속도의 증가에 따라 화염부상높이가 오히려 감소하는 현상이 관찰된 바 있다. 선회익을 통과하는 환형 유동과 난류생성판을 통과하는 중심유동 간의 복잡한 유동장을 규명하기 위하여, 입구 속도를 바꾸어가며 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 입구 속도에 따른 노즐 출구에서의 유동구조를 분석하여 실험에서 관찰된 비직관적 경향에 대한 정성적 설명을 도출하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.43-48
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• 2014

본 연구는 구획된 공간에 인화성 단일 물질을 채우고 착화된 화염의 전파 속도, 방사 범위, 확산 패턴 및 연소 완료 시간 등을 해석하는 데 있다. 화염의 전파 속도는 등유가 0.2 s로 가장 빠르고, 알코올이 82.1 s로 가장 늦었다. 화염이 착화된 후 화염이 가장 빠르게 최성기에 도달한 것은 시너이었고 19.0 s가 걸렸다. 그리고 가장 늦은 것은 알코올로 138.6 s로 측정되었다. 인화성 액체 200 ml가 연소 완료되는 시간은 시너가 79.9 s로 가장 짧았고, 가솔린 135 s, 등유 170 s, 경유 231.4 s, 알코올 337.0 s 등으로 측정되었다. 그리고 인화성 액체가 연소될 때 화염의 하단 부분은 층류 패턴이 지배하였고, 상단 부분은 난류 패턴을 나타냈다. 대두유의 실험에서 착화시킨 화원을 제거하면 화염은 자연 소화되어 연소가 진행되지 않았고, 불완전 연소에 따른 흰색의 연기가 발생하는 것을 알 수 있었다.