• Journal of Power System Engineering
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• v.14 no.2
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• pp.5-11
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• 2010

분사연료의 혼합기형성과정 최적화를 통한 연소제어 기술은 디젤기관의 기관운전 및 배기특성을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 또한 분무의 혼합기형성 최적화를 위해서는 분사된 연료와 주위기체와의 혼합과정에 영향을 미치는 분무내부의 유동특성에 대한 연구는 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 고온 고압의 증발장에서 분무의 액상 거동에 주목하고, 그 거동특성을 통하여 증발디젤분무의 혼합기형성을 해석한다. 비정상 증발분무의 중심축에 레이저 시트광을 입사한 후, 액상분무 액적의 Mie 산란광에 의한 2차원 화상을 획득하여 증발분무 액상의 속도분포 및 와도(vorticity) 등을 구하였다. 분무의 속도분포 및 와도는 2차원 화상에 PIV법을 적용하여 계산하였다. 그림 1에 본 연구에서 구한 속도분포의 일례를 보인다. 본 연구의 결과로 상변화를 동반하는 비정상 증발장에서 구한 분무액상의 거동 특성은 상변화가 일어나지 않는 비증발장에 있어서의 분무거동특성과 유사함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.1-1
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• 2002

PLLIF(Planar Laser Liquid Induced Fluorescence) 기법은 분무장을 교란시키지 않고 고해상도의 2차원 질량분포를 빠르게 측정할 수 있기 때문에 기존의 기계적인 분무 분포 측정방법의 한계를 극복하였을 뿐만 아니라 접근이 불가능하였던 인젝터 근방의 분무에 대한 중요한 정보를 제공하고 있다. 그러나 레이저 광을 받은 액적에 의한 산란광의 강도가 클 경우에는 인접한 액적들을 형광시킬 수 있고 액적의 형광신호가 액적들을 통과하면서 감쇠되는 이차산란에 의한 오차는 PLLIF 기법의 정량화에 가장 큰 난점으로 인식되고 있다. 특히 이러한 현상은 분무 분포의 밀도가 높고 액적의 크기가 클수록 강하게 나타나는데, 액체로켓에서 일반적으로 사용되고 있는 like-doublet 인젝터는 이러한 분무 특성을 갖는다. 따라서 Mechanical Patternator 및 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)로부터 측정한 like-doublet 인젝터의 분무 질량 분포 결과와 비교하여 이차산란에 의한 오차를 파악하여 PLLIF 기법의 적용 가능성을 진단하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.8-8
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• 1999

2-유체 인젝터의 분무연소에 대한 통찰 및 구조에 대한 이해와 연료-공기 혼합과 연소반응의 물리적 이해에 필요한 수치적 모델의 개발 및 검증을 위해서는 2유체 시스템에서 액체 및 기체 각각의 기본적 특성인 액적크기, 액적속도, 액적의 질량플럭스(flux), 가스상의 속도측정 등이 필요하다. 특히, 액체분무에서는 액적의 크기를 예측하는 것이 매우 중요한 과제이며, 액적의 크기에 영향을 주는 인자들로는 노즐의 형태, 분사액체의 물성치(점도, 표면장력, 밀도), 주위기체의 조건(온도, 압력, 응축과 증발현상), 분사압력 등이 있다. 그러나, 실제 분무액적의 크기는 분포를 가지므로 같은 SMD를 가지더라도 그 분포의 정도는 크게 다를 수 있어 결과적으로 분무액적의 크기를 평균값만으로 표현하는 것은 불충분할 뿐만 아니라 그 적용에도 한계를 가지게 된다. 따라서 분무액적의 평균크기와 함께 그 분포의 정도 등을 함께 나타내려는 시도가 많은 과학자들에 의하여 연구되었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.12 no.5
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• pp.1-8
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• 2008

Dual-mode Phase Doppler Anemometry (DPDA) was used to scrutinize the spatial distribution characteristics of spray emanating from a small Liquid-Rocket Engine (LRE) injector. Droplet size and velocity were measured according to the variation of injection pressure along the plane normal to the spray stream and then the spray characteristic parameters such as Arithmetic Mean Diameter (AMD), Sauter Mean Diameter (SMD), number density, span of drop size distribution, and volume flux were deduced for an investigation of spray breakup characteristics. As the injection pressure increases, the number density, span, and volume flux of spray droplets become higher, whereas the AMD gets smaller.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.41-47
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• 2009

This paper presents the spray characteristics of the simplex fuel nozzle with different working fluids for the gas turbine engine. Spray characteristics can be changed with viscosity, surface tension and density. In this research, water and test fluid type 2 which has similar characteristics of the kerosene are used as a working fluid. Spray visualization was performed by using ND-Yag laser and droplet size was measured by using PDPA(Phase doppler particle analyzer) system. The test results show that spray shapes and SMD distributions of two working fluids are similar at main spray region.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.19 no.1
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• pp.40-45
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• 1983

The paper describes an experimental investigation of axisymmetric diesel spray and flame which is held in rapid compression machine (RCM) with electromagnetic single injection nozzle. The axisymmetric diesel spray and flame are taken with high speed photograph and analysis it with image processor. The data presented include fuel concentration of spray, flame temperature, soot concentration of flame in axial and radial direction at a moment and compared it with each other.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.5
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• pp.2005-2010
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• 2011

Since recently exhaust gas regulation for a non-road small engine as well as commercial vehicle engine has been enforced, a carburettor of a small engine should be replaced by an electronic fuel injection system. In this study, the spray characteristics of the 400cc gasoline small engine injector has been experimentally analyzed. Based on the experimental results, suitable injector for the small engine has been selected. Through the test rig measuring spray mass distribution, fuel distribution characteristics of 3 hole- and 6 hole-injector has been analyzed. Through the visualization equipment, injector spray angle, penetration length and spray width have been measured and analyzed. Considering spray characteristics and stability, 6 hole-injector is selected for the 400cc gasoline small engine.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.12 no.1
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• pp.16-22
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• 2008

The effect of two-phase spray injected into subsonic cross-flow was studied experimentally. External-mixing of two-phase spray from orifice nozzle with L/d of 3 was tested with various air-liquid ratio that ranges from 0 to 59.4%. Trajectory of spray and breakup phenomena were investigated by shadowgraph photography. Detailed spray structure was characterized in terms of SMD, droplet velocity, and volume flux using PDPA. Experimental results indicate that penetration length was increased and collision point of liquid jets approached to nozzle exit and distributions of mist-like spray were obtained by increasing air-liquid ratio.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.12 no.5
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• pp.9-17
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• 2008

Pseudo-3D spatial distribution of spray droplets is investigated by using Dual-mode Phase Doppler Anemometry (DPDA) in order to examine the disintegration and spreading behavior of spray exiting from liquid-propellant thruster injector. Spray injected from nozzle orifice with length-to-diameter ratio ($L/d_o$) of 1.67 and under the injection pressure of 27.6 bar is aligned to the vertical. Vertical and horizontal mean velocities of droplets, Sauter Mean Diameter (SMD), and volumetric flux decrease as droplets travel from center/upstream toward outer region/downstream of spray. Although the distribution of spray characteristic parameters is symmetric against the geometric axis of nozzle orifice, their absolute values are asymmetric.

• Journal of Power System Engineering
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• v.13 no.3
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• pp.20-26
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• 2009

디젤기관에서 배출되는 유해배출성분인 NOx(Nitrogen oxides)와 PM(Particulate matter)은 기관 실린더내의 혼합기 분포에 의해 그 생성이 지배된다. 이 때문에 그 유해배출물들을 저감하기 위해서는 연소의 전단계인 혼합기 분포 및 그 생성과정의 해석은 매우 중요하다. 디젤기관에서 노즐로부터 분사된 연료는 주위기체와 혼합기를 형성하는 과정에서 액체에서 기체로 상변화를 동반한다. 따라서 분무의 혼합기형성과정을 해석하기 위해서는 액상과 기상을 동시에 분리하여 계측하는 것이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 디젤분무를 대상으로 Melton 등이 제안한 엑시플렉스(Exciplex) 형광법을 이용하여, 분무의 액상과 기상을 동시에 2차원분리해서 가시화촬영을 행하였다. 그 엑시플렉스 형광법을 이용하여 획득한 이미지에 화상 응용해석을 실시하여 비정상증발디젤분무의 혼합기형성과정에 대한 정보를 얻고자 하였다. 엑시플렉스 형광법을 이용해서 증발분무의 거동측성을 해석한 결과 프랙틸해석을 이용한 분무 흐트러짐(Disturbance)의 평가에서 플랙틸차원은 분사압력의 변화에 관계없이 하나의 값, 약 1.1로 정리 할 수 있고, 그 결과 각 분사압력에 대한 분무 기상외곽곡선(외주)은 거의 동일한 정도의 요철형상을 갖는다.