• Title/Summary/Keyword: 난류 연소

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Influence of Flame Instabilities on Propagation Characteristics of Stagnating Turbulent Premixed Flames (화염 불안정성이 난류 예혼합 화염의 전파 특성에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Kwon, Jaesung;Huh, Kang Y.
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 2012.04a
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    • pp.287-288
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    • 2012
  • DNS is performed to examine the propagation characteristics of stagnating turbulent premixed flames. Results show good agreement with the recently proposed relationship for turbulent burning velocity, $S_T$. It is shown that $S_T$ increases through a thinner flamelet, turbulence production and correlation between fluctuating velocity and buoyancy force respectively for diffusive-thermal, hydrodynamic and Rayleigh-Taylor instability. The mean curvature doesn't have significant effect on $S_T$ at the leading edge.

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램제트 엔진 흡입구 유동 및 연소유동 해석

  • 김성돈;정인석;윤영빈;최정열
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.18-18
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    • 1999
  • IRR형태의 액체 램제트 추진기관의 공기 흡입구 유동과 내부 연소 유동을 파악하기 위한 수치적 해석을 수행하였다. 해석은 다원 혼합기체에 대한 압축성 Navier-Stoke 방정식과 공기/Kerosene에 대한 화학 반응을 고려하였으며, 결합된 형태의 k-$\omega$/k-$\varepsilon$ 2 방정식 난류모델을 이용하였다. 기본 유동 해법으로는 고차의 시간 및 공간 정확도를 가지는 근사 Riemann 해법과 LU-SGS 방법을 이용하였다.

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A numerical study on the effects of swirl on turbulent combustion in a constant volume bomb (스월이 정적연소실의 난류연소에 미치는 영향에 관한 수치해석)

  • 정진은;김응서
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.13 no.1
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    • pp.66-74
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    • 1991
  • A multidimensional numerical simulation of turbulent combustion in a constant volume bomb is implemented to clarify the effects of swirl on combustion. This simulation includes the ICED-ALE numerical technique, the skew-upwind differencing scheme, the modified .Kappa.-.epsilon. turbulence model, and the combustion model of the Arrhenius type and the turbulence-mixing-control type. The calculations of the turbulent combustion with swirl are carried out. It shows that the results agree with the measurements allowably. Therefore, the effects of swirl on turbulent combustion are examined through the parametric study of swirl.

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Study on induction air swirl in D.I. diesel engine (직접분사식 디젤기관의 흡입공기 선회강도에 대한 고찰)

  • 고춘식
    • Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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    • v.9 no.3
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    • pp.16-22
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    • 1987
  • 직접분사식 디젤기관의 성능과 배기가스 문제에 여향을 주는 실린더 내에서의 연소형태는 크게 연료분사계와 흡입공기 유동계 두 가지에 의해 결정된다. 즉 분사율, 부사시기, 분무형태와 같은 분사계의 특성과 공기선회, 스퀴시(squish), 난류와 같은 공기 유동 특성에 의하여 연소형태가 결 정된다. 이러한 복잡한 연소형테를 기관 특성에 맞게 조정한다는 것은 대단히 어려운 문제인데 이것은 연료화 공기의 혼합이 연소실형상과 흡기계의 형상에 큰 영향을 받으며 연료가 액체 상 태로 연소실내로 들어와 분무과정을 통하여 증발이 되어야만 연소가 가능하기 때문이다. 특히 흡입공기 유동계에 있어서 현재의 직접 분사식 대젤기관의 흡입구 형상은 흡입공기의 운동에너 지에 모멘트를 가하여 연소실내에서 공기의 선희(swirl)를 발생시켜 줌으로써 연료와 공기의 혼 합기를 형성시키는 Helical type이 많이 이용되고 있다. 그러나 기관 성능과 배기가스 특히 NOx는 상반관계를 이루기 때문에 연소실내로 들어오는 흡입공기의 선희강도(swirl ratio)를 너무 강하게만 한다고 하여 좋은 결과를 얻을 수는 없다. 따라서 설계하고자 하는 각 기관에 있어서 요구되는 성능과 배기가스 문제를 만족하는 흡입공기의 선희강도가 얻어질 수 있도록 흡입구 형상을 설계한다는 것은 많은 연구와 경험이 요구되고 있다. 본 자료에서는 직접분사식 디젤기 관에 있어서 흡입공기의 최적 선희강도에 대한 설정방법과 흡입구 형상 설계를 위한 설계 이론 및 정상류 Rig test상에서의 흡입공기 선희강도의 평가방법을 소개하고자 한다.

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An Experimental Study on the Measurement of Radicals in Flame for Real TIme Combustion Control (실시간 연소제어를 위한 화염 내 라디칼 계측기법 연구)

  • Kwon, Seung-Jin;Kim, Se-Won;Shin, Myung-Chul;Ryu, Tae-U;Kim, Yong-Mo
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 2006.10a
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    • pp.53-59
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    • 2006
  • This study is measurement of radicals in gas & light oil diffusion flame focused on burner exit. The goal of this study is to analyse the relationship between flame chemiluminescence($OH^{\ast}$, $CH^{\ast}$, $C_2^{\ast}$) intensities and flame conditions. The investigation performed turbulent diffusion flame of commercial burner in varying the excess air ratio from 1.0 to 1.8. The optical emissions were measured by photomultiplier(PMT) using optical band pass filter and spectrometer system. The effects of excess air ratio and NOx emission characteristics on the radical emission intensities were investigated experimentally.

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A Numerical Study on Stratified Charge Formation and Combustion Processes (성층급기 연소현상에 관한 수치적 연구)

  • Lee, Suk-Young;Huh, Kang-Y.
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.86-96
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    • 2007
  • A direct-injection stratified-charge(DISC) engine has been considered as a promising alternative in spite of high unburned hydrocarbon emission levels during light load operation. In this paper investigation is made to characterize formation and combustion processes of stratified mixture charge in a simple constant volume combustion chamber. Both experimental and numerical analyses are performed for fluid and combustion characteristics with 3 different induction types for rich, homogeneous and lean mixture conditions. The commercial code FIRE is applied to the turbulent combustion process in terms of measured and calculated pressure traces and calculated distributions of mean temperature, OH radical and reaction rate. It turns out that the highest combustion rate occurs for the rich state condition at the spark ignition location due to existence of stoichiometric mixture and timing.

Numerical Analysis of Turbulent Combustion Flow in Scramjet Combustors (스크램제트 연소기 내의 난류 연소 유동 해석)

  • Choi, Jeong-Yeol;Won, Su-Hee;Jeung, In-Seuck
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 2005.10a
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    • pp.261-267
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    • 2005
  • A comprehensive DES quality numerical analysis has been carried out for reacting flows in constant-area and divergent scramjet combustor configuration with and without a cavity. Transverse injection of hydrogen is considered over a broad range of injection pressure. The corresponding equivalence ratio of the overall fuel-air mixture ranges from 0.167 to 0.50. The work features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the pervious studies. Much of the flow unsteadiness is related not only the cavity, but also to the intrinsic unsteadiness in the flowfield. The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The roles of the cavity, injection pressure, and heat release in determining the flow dynamics are examined systematically.

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Numerical Simulation for Model Gas Turbine Combustor (모형 가스터빈 연소기의 수치해석적 연구)

  • 김태한;최병륜
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.18 no.7
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    • pp.1789-1798
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    • 1994
  • This paper aimed for numerical simulation of complicated gas turbine combustor with swirler. For the convenience of numerical analysis, fuel nozzle and air linear hole areas of secondary and dilution zone, which are issued to jet stream, were simplified to equivalent areas of annular type. In other to solve these problems, imaginary source terms which are corresponded to supplied fuel amount were added to those of governing equation. Chemical equilibrium model of infinite reaction rate and $k-{\epsilon}-g$ model with the consideration of density fluctuation were applied. As the result, swirl intensity contributed to mixing of supplied fuel and air, and to speed up the flame velocity than no swirl condition. Temperature profiles were higher than experimental results at the upstream and lower at the downstream, but total energy balance was accomplished. As these properties showed the similar trend qualitatively, simplified simulation method was worth to apply to complicated combustor for predicting combustion characteristics.

Study on the Flame Diagnostics with CARS (CARS를 이용한 연소진단 연구)

  • 한재원;박승남;정석호
    • Journal of the KSME
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    • v.33 no.12
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    • pp.1043-1051
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    • 1993
  • Nd:Yag 레이저의 제2고조파와 광대역 모드 없는 레이저를 광원으로 사용하고 이중회절발분광 기에 설치된 다채널광검출기로 분광된 CARS 스펙트럼을 레이저 펄스마다 측정 할 수 있는 광 대역 CARS 분광기를 제작하였다. CARS 온도측정 불확정도는 300K에서 1300K까지는 1.5% 이내였다. CARS 기술을 이용하여 분젠버너의 화염면에서의 온도 분포를 측정하였으며, 대향류 버너의 화염내부의 온도 분포 및 CO 농도분포를 측정하였다. 이러한 CARS 기술은 정상상태의 연소진단에 응용할 수 있을 뿐만 아니라 레이저 펄스마다 측정되는 온도의 분포함수를 조사하면 앞으로 난류연소의 진단에도 응용이 가능하며, 내연기관 등과 같이 연속폭발연소 상태의 기체의 온도나 농도 측정이 가능하다. 본 연구에서 연구된 CARS 기술의 온도 측정정확도는 약 2% 이 내이고 농도 측정은 측정기체의 농도가 상온에서는 약 0.1% 이상, 1500K 이상의 고온에서는 0.3%이상이면 가능하다.

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