• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.815-823
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• 2011

다공성 물질 내부의 연소 현상은 저발열량 연료의 연소 및 연소열의 재생을 위한 수단으로 다양한 형태로 산업현장에 응용되고 있다. 하지만 다공성 물질 내부에서의 연소 현상은 직접적인 관찰이 힘들다는 점과 다공성 물질의 복잡한 내부 구조로 인해 매우 제한적인 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 복잡한 다공성 물질의 구조 내부에서의 화염의 안정화 특성에 관한 이해를 위해 내부 관찰이 가능하도록 다수의 석영판으로 구성된 다중채널 형태의 모형 연소기를 제안하고 이를 이용한 간단한 실험 결과를 제시한다. 그리고 이러한 다중채널내부 화염의 안정화에 관한 간단한 기초해석 모델을 제안한다. 다수의 채널 내부에 형성된 화염은 채널간의 열전달에 의해 화염의 공간 분포가 변화하고 그 결과로 연소기 내부의 가연한계에 변화가 발생한다. 채널의 재료 특성 및 당량비에 따른 가연한계의 변화를 제시하였으며, 이 결과는 다공성 연소기 내부화염의 이해에 도움될 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.37-46
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• 2013

2상유체 동축형 다공성재 분사기는 중심포스트에서 분사되는 액체제트 주위로 형성된 다공성재 실린더의 내부 표면에서 기체를 반경방향으로 분사한다. 동축형 다공성재 분사기의 추진제 혼합비에 따른 연소성능을 분석하기 위하여 에탄올/아산화질소 추진제를 사용한 단일 축소형 분사기의 연소시험이 수행되었으며, 수집된 데이터 및 계산된 성능인자들에 대하여 불확실도 해석이 이루어졌다. 연소시험에 의한 추진제 혼합비에 따른 특성속도 경향은 CEA 이론값과 유사하였으나 최대값을 가지는 혼합비 영역이 이론혼합비영역에 가까웠다. 특성속도효율은 산화제 과잉 영역으로 갈수록 더 높게 나타났다.

• 한국연소학회지
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• 제4권1호
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• pp.85-93
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• 1999

Experimental study on a porous ceramic liquid fuel combustor is performed. Compact burner with low pollutant emission and high combustion efficiency is realized through the use of porous ceramic materials of high porosities. The use of porous ceramic materials in burner material results in rapid vaporization of liquid fuel and enhancement in mixing process, and thus nearly premixed combustion of liquid fuel is achieved instead of diffusion and partially premixed combustion method, which is often used and apt to produce high pollutant emissions such as CO, NOx and soot. With this enhanced vaporization and premixing method of liquid fuel vapor and air, it is found that enhanced combustion process with intense radiation output and better emission characteristics in NOx, CO and soot emission, compared to other conventional liquid fuel burning method, are possible.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.792-798
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• 2007

촉매 연소는 통상의 연소 방식과는 달리 촉매 표면에서 연료와 산화제의 화학 반응에 의한 연소 방식이다. 따라서 연소 영역 이전에 연료와 공기가 잘 혼합되어야 하며, 균일한 공급이 이루어져야 한다. 만약 불균일한 유동 분포가 발생하게 되면, 국부적인 고온 지역이 발생하게 되고 이는 촉매와 지지체에 손상을 초래하게 된다. 본 연구에서는 촉매 연소기의 혼합 및 유동 균일도를 향상시키기 위해 다공판을 사용하였으며, 다양한 파라메터의 변화에 따른 유동 특성의 변화를 조사하기 위해 수치적인 방법을 사용하였다. 각각의 조건하에서 촉매부의 입구에서 유동의 균일도를 조사하고 평가하였으며, 그 결과 적절히 설계된 다공판을 사용하였을 경우 대부분의 해석 조건에 대해 효과적인 균일도 향상을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.781-788
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• 2012

공개소스 전산유체 해석 라이브러리인 OpenFOAM을 이용하여 액체 로켓 연소기의 산화제 매니폴드 내 유동 해석을 수행하였다. 정상 상태의 비압축성 난류 유동 해석을 통하여 분사기 차압 모사를 위한 다공성 매질 영역이 포함된 복잡한 3차원 형상에 대한 유동해석에 있어서의 OpenFOAM 적용 가능성을 평가하였다. 향후 로켓 연소장치 내의 주요 물리적 현상을 포함한 보다 다양한 해석 사례에 대한 평가를 수행함으로써 설계 평가 및 해석 도구로서의 OpenFOAM의 유용성 및 적용 범위를 확인/확대해나갈 계획이다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권3호
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• pp.16-23
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• 2008

30 톤급 실물형 연소기의 산화제 매니폴드에서의 유동 균일성 문제를 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 분사기의 모사를 위하여 다공성 매질로 가정하고, 다공성도 (porosity)를 조절하여 분사기 차압을 모사하였다. 수직 및 수평 분리막에서의 구멍의 직경, 입구 포트의 형상에 따른 유동의 균일성 정도를 파악하고, 개선된 설계 수정안을 제시하였다. 수직 및 수평 분리막 구명의 형태와 배치 수정을 통하여 유량 균일성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.116-121
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• 1994

에너지 자원의 고갈과 환경오염 문제가 심각히 대두되고 있는 현재 액체연료에 비하여 청정 에너지인 가스의 연료화에 대한 연구는 과거 어느때보다도 그 중요성이 높이 인식되고 있다. 이에 본 연구에서 제시하는 연소기는 다공성 물질을 이용하는 연소장치로서 연소 경로를 바꾸어줌으로써 공기를 예열하는 효과를 극대화시킴과 대류열및 복사열을 방출하는 것이 큰 특징이다. 본 연구의 결과에 의하면 당량비의 감소에 따른 화염온도는 이론단열화염온도보다 높게 나타나서 당량비의 감소에 비례하여 더욱 좋은 효과를 얻을수 있었으며, 또한 왕복주기시간의 감소함에 따라 화염온도는 약간씩 증가하는 경향을 보여주었다. 이것들은 초희박 연소의 가능성을 보여준 것으로 저발열량의 연료 의 연소로 인한 에너지 절약 또는 유기화합물 즉, 페놀류나 알데히드류와 같은 공해물질들을 제거하는 연소메카니즘에 기여한 할 것이다.

• 한국연소학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-8
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• 1997

Premixed combustion within porous ceramic media is numerically studied to understand burning characteristics and to find best configurations for burner implementations. Among many parameters, critical to burner performance, flame location and extinction coefficient are selected as major parameters for this study. The flame structure and burner performance with respect to these two parameters are observed. In the study, it is found that the location of flame is the most important in porous burner operation since it affects the rate of heat transfer and flame structure. Stability of the flame within the porous ceramic burner is discussed with respect to the flame location. It is found that to obtain high radiative output, the flame should be located downstream section of the burner. But the flame is to be unstable at most of downstream section except near the exit plane. To overcome this problem, new porous ceramic burner, using different ceramic properties in one burner instead of single property ceramic, is made and tested. With a combination of ceramics of high extinction coefficient at upstream and another material of low extinction coefficient at downstream of the burner, the flame can be stabilized at wider region of the burner with higher radiative output compared to the original burner configuration.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권2호
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• pp.162-172
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• 1998

A numerical study of premixed combustion within a porous ceramic burner (PCB) is performed to understand flame behavior with respect to various model parameters. Basic flame structure within the porous ceramic burner and species profiles such as NO and CO are examined. Sensitivity analysis of flame speed, gas and solid temperature, NO and CO emission from the burner with respect to reaction steps and various physical properties of the ceramic material is applied to find the most significant parameters in selection of porous materials for the porous ceramic burner. Effects of thermal conductivity, extinction coefficient and scattering albedo on the burner characteristics are studied through the sensitivity analysis. The results of sensitivity study reveal the order of importance in ceramic material properties to get suitable burner performance. Scattering albedo, which governs the ratio of absorbed energy by the ceramic material to total radiative energy transferred, is one of the most important parameters in the material properties since it affects the actual absorbed radiation rate and thus it largely affects the flame structure. Through the study, it is found that the sensitivity study can be used to estimate the flame behavior within the porous ceramic burner more effectively.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1113-1120
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• 1988

본 연구에서는 4종류의 실험 모델을 채택하여 연소 반응용다공성 블럭(combu- stive reacting porous block)내의 화염대 위치와 화염의 온도 분포, 화염이 안정화 되는 범위를 고찰하여 내부 열재순환 효과를 규명하고 예열용 다공성 블럭(preheating porous block)과 복사 차폐용 다공성 블럭(radiative insulating porous block)의 효 과에 대한 연구와 초희박 혼합기나 저 발열량 연료의 연소 가능성을 제시하고 수치 계 산에 필요한 자료를 제시하는 것이다.