• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.23-23
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• 1999

후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.2
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• pp.10-17
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• 1999

This paper investigates the linear stability of both uniform and non-uniform density plane mixing layers with special emphasis on the effect of the wake component in the velocity profile. Velocity and density profiles for laminar flows are obtained from analytic profiles. Mixing layers with wakes have two generalized inflection points and two unstable modes-sinuous and varicose modes. For uniform density mixing layers, sinuous modes are more unstable than varicose modes, which shows wakes will be destabilized by sinuous modes. For non-uniform density mixing layers with high density in high speed flows, sinuous modes are more unstable than varicose modes. For non-uniform density mixing layers with high density in low speed flows, varicose modes can be more unstable than sinuous modes.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.12-12
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• 1997

여러 가지 형태의 연소 불안정성 중에서 50-500Hz 사이에서 발생되며 길이방향 모드(longitudinal mode)로 특징이 있는 저주파수 불안정성이 램제트 혹은 재연소기(Afterburner)의 연소 불안정성에서 가장 중요한 것이라고 여겨진다. 본 논문에서는 램제트 흑은 재연소기에서 일어날 수 있는 길이 방향의 연소 불안정성을 Modal 해석법을 사용하여 수학적인 모델로 만들었다. 특히 이 모델의 선형형태는 어떤 형태든지 선형 속도에 민감한 Burning rate 모델을 사용할 수가 있어서 보다 포괄적인 형태로 만들어져 있으며, 이 모델을 이용하여 여러 가지 연소 형상과 불완전 연소 응답 등을 연구할 수 있다. 본 논문에서는 실제 연소 형상과 유사한 삼각형 모양의 연소 형상을 사용하여 기존의 다른 모델들과 비교 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.2
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• pp.319-324
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• 2020

Electroconvective instability is a non-linear transport phenomenon which can be found in ion-selective transport system such as electrodialysis, Galvanic cell and electrolytic cell. The instability is triggered by the fluctuation of space charge layer in adjacent of ion-selective surface, leading to increase of mass transport rate. Thus, in the aspect of mass transport, the instability has an important meaning. Although recent experimental techniques have opened up an avenue to direct visualize the instability, fundamental investigations have been conducted in limited area due to several experimental limitations. In this work, the electroconvective instability under potentiostatic mode was solved by numerical method in order to demonstrate correlation between current-time curve and the instability behavior. By rigorous time-resolved analysis, the transition behaviors can be divided into three stages; formation of space charge layer - growth of electroconvective instability - steady state. Furthermore, scaling laws of transition time were numerically obtained according to applied voltage as well.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.81-85
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• 2012

In this paper, the typical combustion instabilities in hybrid rocket were studied. To induce combustion instabilities in the combustor with the diaphragms were mounted, on front and rear of the fuel, and combustion experiments were performed. The calculated theoretical frequencies using Longitudinal Acoustic Mode and Helmholtz Mode are compared with experimental frequencies using FFT analysis. The theoretical calculated results showed good agreements with experimental results are compared.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.30-37
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• 1998

This paper investigates the linear stability of wakes with special emphasis on the effect of chemical reaction. Velocity and density profiles for laminar flows are obtained from analytic profiles as well as from simulation. Wakes have two generalized inflection points and two unstable modes-sinuous and varicose modes. For analytical laminar profiles, sinuous modes are more unstable than varicose modes irrespective of density variation, which shows wakes will be destabilized by sinuous modes. Large velocity difference and density difference lead to more unstable wakes due to large momentum difference. For simulated laminar profiles, chemical reaction with stoichiometric chemistry increases temperature and stabilizes the flow due to increase in compressible reacting wades, flow becomes stable as velocity increases due to viscous dissipation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.12
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• pp.1193-1199
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• 2012

A cup burner experiment was performed to investigate the effect of the oxidizer velocity and concentration on flame instability near extinction. Heptane was used as a fuel and air diluted by nitrogen and carbon dioxide was used in the oxidizer stream. Two types of flame instabilities at the flame base and at axial downstream were observed near extinction. The instability at the flame base could be characterized by cell, swing, and rotation modes, and the cell mode changed to the rotation mode through the swing mode as the oxidizer velocity increased. To assess the parameters for the flame instability, the initial mixture strengths, Lewis number, and adiabatic flame temperature were investigated under each condition. The Lewis number might be the most important among them, but it is impossible to generalize because of the insufficient number of cases. Furthermore, the axial periodic flickering motion disappeared at low and high oxidizer velocities near extinction. This resulted from the fact that low oxidizer velocity induced evaporated fuel velocity below the critical velocity and high velocity made the reacting fuel velocity comparable.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.1
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• pp.33-39
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• 2016

This study investigated the dynamic instability of a ceramic-on-ceramic artificial hip joint system through complex eigenvalue analysis. We examined the mode-coupling mechanism through eigenvalue sensitivity analysis with the variation of system parameters. In addition, we constructed a finite element model including the negative slope of friction curve for investigating the negative-slope mechanism in the hip squeak problem. The numerical results show that the torsion-dominant mode becomes unstable due to the presence of the negative slope while the axial load is the important factor influencing the negative-slope type instability.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.6
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• pp.62-73
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• 2022

This research proposes a method to control combustion instability in a gas turbine combustor having an annular combustor form and compares the effect of flow symmetric braking through nozzle arrangement and the corresponding change in equivalent ratio. To this end, the symmetry breaking effect was confirmed through mode analysis of FFT, Time signal, and phase trajectory. In addition, the unstable area and the stable area were identified through mode analysis, and this was shown on the contour map. The present research shows that instability occurs when the equivalent ratio and the arrangement of the nozzles are symmetry or when the nozzles are continuously arranged, but if the arrangement and equivalent ratio are not symmetry, the combustion instability decreases dramatically even if the difference in the equivalent ratio is small.