• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.229-235
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• 2000

Soot formation characteristics in counterflow diffusion flames of ethylene/propane/nitrogen mixtures have been studied experimentally to investigate the soot formation mechanism. The effect of HACA reaction on PAH and soot growth has been experimentally investigated by using 2-D planar LII and PAH LIF techniques.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.323-324
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• 2012

Flammability limits of opposed flow diffusion flame in a narrow channel was investigated experimentally and theoretically. There were three different extinction modes corresponding to high strain rate (HSR), low strain rate (LSR) and dilution ratio (DR) limits. To investigate these limits, a theoretical study was followed by focusing on flow and heat transfer characteristics. Consequently, a dead space concept that has been used for premixed flames was important to reveal the heat loss mechanism in a narrow channel especially for LSR conditions even in the case of diffusion flames.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.238-248
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• 2022

세계는 탄소 중립 사회로의 전환을 추진하고 있으며, 탄화수소계 연료를 수소로 대체함으로써 탄소 중립에 대한 기여를 기대할 수 있다. 하지만 수소 연소에 따른 질소산화물을 제어하기 위한 기술이 필요하며, 무화염 연소 기술이 하나의 대안이 될 수 있다. 본 연구는 수소 함량 및 배가스 재순환율에 따른 메탄-수소 연료의 연소 및 반응 특성을 분석하기 위해 Chemkin 기반의 1차원 대향류 확산화염 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. 메탄 연소시 재순환율이 2에서 3으로 증가할 때 열방출의 흡열 구간이 없고 최대 열방출률 영역이 하나로 병합되는 무화염 연소가 달성되었다. 재순환율 3의 수소 전소 시 열방출 측면에서 무화염 연소가 달성되었으나, 화염 구조의 측면에서는 무화염 연소 달성 여부의 판단이 어렵다. 하지만 NO 생성량은 메탄 무화염 연소와 비교하여 유사한 수준으로 예측되었기에 수소 무화염 연소를 규정하기 위해서는 화염 구조, 열방출, NOx 생성에 대한 복합적인 고려가 필요하다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.275-278
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• 2006

[ $CH_4-He/Air$ ] 대향류 확산화염의 저 화염 신장율에서 진동 불안정성에 관하여 실험적으로 연구하였다. 저 화염 신장율에서 진동 불안정은 Le가 1보다 클 때 소화한계 부근에서 발행하고 측면방향 열손실이 중요한 역할을 한다. 화염이 진동할 때 화염의 형태는 전진하거나 후퇴하는 edge flame이고 진동의 동적거동은 성장, 조화 그리고 감쇠 진동 모드 세 가지로 나타났다. 전체 화염 신장율이 감소하면 진동의 진폭은 커지게 되는데 이는 화염의 크기가 감소하게 되어 측면 열손실이 증가하였기 때문이다. 저 화염 신장율에서 edge flame의 진동 불안정성은 Le 뿐만 아니라 복사와 측면 열손실도 밀접한 관계가 있다.

• 한국연소학회지
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• 제13권4호
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• pp.16-25
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• 2008

Experiments have been conducted to clarify impacts of curtain flow and velocity ratio on low strain rate flame extinction, and to further display transition of shrinking flame disk to flame-hole. Critical mole fractions at flame extinction are examined in terms of velocity ratio, global strain rate, and nitrogen curtain flow rate. It is shown that multi-dimensional effects at low strain rate flames through global strain rate, velocity ratio, and curtain flowrate dominantly contribute to flame extinction and transition of shrinking flame disk to flame hole. Our concerns are particularly focused on the dynamic behavior of an edge flame in shrinking flame disk.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권12호
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• pp.1009-1016
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• 2007

Numerical study on preferential diffusion effects in flame structure in $CH_4-H_2$ diffusion flames is conducted with detailed chemistry. Comparison of flame structures with mixture-averaged species diffusion and suppression of the diffusivities of $H_2$ and H was made. Discernible differences in flame structures are displayed with three species diffusion models. The behaviors of maximum flame temperatures with those species diffusion models are not explained by scalar dissipation rate but by the nature of chemical kinetics. It is seen that the modifcation of flame structure is mainly due to the preferential diffusion of H2 and thereby the nature of chemical kinetics. It is also found that the behaviors of major species with the three species diffusion models are addressed to the nature of chemical kinetics, and this is evident by examining importantly contributing reaction steps to the production and destruction of those chemical species.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.768-773
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• 2014

본 연구에서는 메탄 대향류 확산 화염내 탄소나노튜브의 합성에 대하여 실험 및 수치적 연구를 수행하였다. 아세틸렌을 일정비율로 메탄에 혼합하여 연료 가스로 사용하였으며, 탄소나노튜브의 합성을 위한 촉매로서 페로센이 이용되었다. 주요 인자로는 메탄 연료에 대한 아세틸렌의 혼합비율이며, 2 %, 6 %, 10 %로 혼합하였다. 탄소나노튜브를 채취한 그리드 위의 탄소나노튜브 합성 특성은 SEM 이미지로 분석되었다. 수치해석에서 화학반응 메카니즘으로는 GRI-Mech 3.0 이 적용되었다. 수치결과로는 아세틸렌 혼합 비율이 증가할수록 화염 온도도 증가하며 CO 몰분율도 증가하는 것을 알 수 있다. 실험결과로는 2% 아세틸렌 혼합 화염이 6 % 및 10 % 혼합 화염과 비교해 탄소나노튜브 합성이 잘 이루어졌음을 알 수 있었다. 이것은 6 % 및 10 % 아세틸렌 혼합화염의 경우 과도한 카본 소스의 생성이 발생해 오히려 화염 내 카본소스가 촉매입자로의 공급을 방해하기 때문이라 생각한다. 이 결과로부터 양호한 질의 탄소나노튜브 생성을 위해서는 적정한 양의 카본소스가 생성되어야 한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.77-87
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• 1997

The axisymmetric Navier-Stokes model together with detailed chemical kinetics and variable transport properties has been applied to analyze the effects of the multidimensional flow on the flame characteristics in the nitrogen-diluted hydrogen counterflow nonpremixed flame. Computations are performed for two nozzle exit area-averaged velocities. Effects of multidimensional flow and strain rate on the near-extinction structure of the highly diluted hydrogen flames are discussed in detail.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권5호
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• pp.695-702
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• 2002

Nonlinear dynamics of striped diffusion flames, by the diffusional-thermal instability with Lewis numbers sufficiently less than unity, is numerically investigated by examining various two-dimensional flame-structure solutions. The Lewis numbers for fuel and oxidizer are assumed to be identical and an overall single-step Arrhenius-type chemical reaction rate is employed in the model. Particular attention is focused on identifying the flame-stripe solution branches corresponding to each distinct stripe pattern and hysteresis encountered during the transition. At a Damkohler number slightly greater than the extinction Damkohler number, eight-stripe solution first emerges from one dimensional solution. The eight-stripe solution survives Damkohler numbers much smaller than the extinction Damkohler number until the transition to four-stripe solution occurs at the first forward transition Damkohler number. At the second forward transition Damkohler number, somewhat smaller than the first transition Damkohler number, the transition to two-stripe solution occurs. However, anu further transition from two-stripe solution to one-stripe solution is not always possible even if one-stripe solution can be independently accessed for particular initial conditions. The Damkohler number ranges for two-stripe and one-stripe solutions are found to be virtually identical because each stripe is an independent structure if distance between stripes is sufficiently large. By increasing the Damkohler number, the backward transition can be observed. In comparison with the forward transition Damkohler numbers, the corresponding backward transition Damkohler numbers are always much greater, thereby indicating significant hysteresis between the stripe patterns of strained diffusion flames.

• 한국연소학회지
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• 제13권4호
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• pp.26-36
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• 2008

Experimental study is conducted to identify the existence of a shrinking flame disk and to clarify its flame characteristics through the inspection of critical mole fraction at flame extinction and edge flame oscillation at low strain rate flames. Experiments are made as varying global strain rate, velocity ratio, and burner distance. The transition from a shrinking flame disk to a flame hole is verified through gradient measurements of maximum flame temperature. The evidence of edge flame oscillation in flame disk is also provided through numerical simulation in microgravity. It is found at low strain rate flame disks in normal gravity that buoyancy effects are importantly contributing to lateral heat loss to burner rim, and is proven through critical mole fraction at flame extinction, edge flame oscillation, and measurements of flame temperature gradient along flame disk surface.