• 한국분무공학회지
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• 제10권4호
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• pp.16-25
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• 2005

The present study is mainly motivated to investigate the vaporization, auto-ignition and combustion processes in high-pressure engine conditions. In order to realistically simulate the dimethyl ether (DME) spray dynamics and vaporization characteristics in high-pressure and high-temperature environment, the high-pressure vaporization model is utilized. The interaction between chemistry and turbulence is treated by employing the Representative Interaction Flamelet(RIF) model. The detailed chemistry of 336 elementary steps and 78 chemical species is used for the DME/air reaction. Numerical results indicate that the RIF approach, together with the high-pressure vaporization model, successfully predicts the essential feature of ignition and spray combustion processes.

• 한국분무공학회지
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• 제13권1호
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• pp.28-33
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• 2008

The present study is mainly motivated to investigate the vaporization, auto-ignition and combustion processes in high-pressure diesel engines. In order to realistically simulate the dimethyl ether (DME) fueled diesel engine, the high pressure vaporization model is utilized and the interaction between turbulence and chemistry is treated by employing the Representative Interactive Flamelet (RIF) model. The detailed chemisty consisted of 336 elementary reaction steps and 78 species is used for DME/air reaction. Numerical results indicate that the RIF model with high pressure vaporization model successfully predicts the essential feature of the combustion processes and pollutants formations in the DME fueled diesel engines.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권5호
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• pp.111-121
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• 1995

The initiation and propagation of detonation waves in the air/fuel spray mixture has been numerically analyzed. An improved pressure-based method has been applied to predict the transient heterogeneous reacting flows at all speeds. Numerical results indicate that variations in the temperature gradient, the droplet size, and the fuel vapor concentration have the significant effects on the development of detonation wave in the multi-phase reactive media. The interaction mechanism between the flame-generated pressure wave and the combustion wave is discussed in detail.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.107-115
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• 2002

In this paper, spray and combustion characteristics of a liquid-fueled ramjet engine were experimentally investigated. The spray penetrations were measured to clarify the spray characteristics of a liquid jet injected transversely into the subsonic vitiated airstream, which Is maintained a high velocity and temperature. The spray penetrations are increased with decreasing airstream velocity, increasing airstream temperature, and increasing air-fuel momentum ratio. To compensate our results of penetrations, the new experimental equation were modified from Inamura's equation. In the case of insufficient penetration, the combustion phenomenon in ram-combustor were unstable. Therefore, the sufficient penetration must be considered to make a stable flame.

• 한국분무공학회지
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• 제26권4호
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• pp.182-188
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• 2021

In this paper, using a transfer function-based analytical model, major factors influencing the acoustics and combustion instability in a two-stage duct system composed of a nozzle and a combustor were derived and their quantitative effects were evaluated. From the acoustic analysis, it was confirmed that the change in reflection coefficient and mean flow could have a great influence on the instability growth rate, and the area ratio and speed of sound ratio between the nozzle and the combustor are also key parameters to determine combustion instability as well as flame transfer functions.

• 한국분무공학회지
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• 제27권1호
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• pp.18-25
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• 2022

Hot-firing tests were performed to experimentally confirm the effect of the eigenmode in the fuel-air mixing section on combustion instability by changing mixing section length, inlet mean velocity, equivalence ratio, and swirler geometry. A premixed gas composed of air and ethylene was supplied to the combustion chamber through an mixing section and an axial swirler. As the mixing section length increased, the inlet velocity perturbation decreased, but the combustion instability increased more. It was found that the resonance frequency of the first longitudinal mode in the mixing section shifted to the third longitudinal mode as the length of the mixing section increased. The results implied that the transition of the resonace frquency by changing the length of the mixing section might cause combustion instability.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.30-35
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• 2000

$GO_2$/kerosene을 추진제로 하는 로켓엔진 개발에 사용된 swirl-coaxial injector의 점화초기 및 소염시에 발생하는 파손 원인을 규명하고자 실험용 인젝터를 제작하여 추진제간의 운동량비를 1-12 범위에서 변화시켜가며 화염 부상 거리를 실험적으로 측정하였다. 실험에 사용된 인젝터는 kerosene을 인젝터의 중심에서 접선형 선회기를 통하여 분사되도록 하였으며 그 주위로 $GO_2$를 연소실의 축방향에 수평하게 분사되도록 설계하였다. 연소압을 대기압으로 하여 실험하였으며, 캠코더로 촬영된 이미지로부터 화염의 순간상들을 얻어 측정한 후 이를 평균하여 화염부상거리를 구하였다. 본 연구에서는 추진제간의 운동량비 증가에 따라 화염 부상 거리가 증가함을 알 수 있었으며, 추진제간의 운동량비가 과다하게 커지는 경우 분무에 간섭을 일으켜 인젝터 파손의 원인이 됨을 알 수 있었으며, 안정적인 연소시스템 및 인젝터 설계를 위해서는 점화초기 및 소염시 추진제의 공급운동량을 제어할 수 있는 제어시스템이 필수적임을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.2-2
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• 2000

액체연료를 사용하는 엔진의 인젝터에 대한 연구는 연소효율에 중대한 영향을 미치는 분무 액적의 크기 및 분포 특성 연구에 초점을 두어왔다. 그러나 액체 로켓 엔진은 고온, 고압의 연소실 내에서 액체상태의 연료 및 산화제 액적이 매우 빠르게 기화되기 때문에, 미립화 특성 보다는 연료와 산화제의 혼합특성이 연소효율을 결정하는 변수로 작용하게 된다. 또한 분사된 액체 추진제는 미립화 단계 이전에 기화되어 초기 화염을 형성하므로, 분사 직후의 연료/산화제의 혼합과정을 이해하는 것은 상당히 중요하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.67-74
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• 2013

주류공기에 수직으로 분사되는 JICF 분사시스템은 연소실내에서 주류공기의 영향을 최소화하면서 미립화 및 연소성능을 향상시키기 위한 추진시스템의 연료분사 방식으로 넓은 적용범위를 가지고 있다. 하지만 JICF 분사시스템에서 산화제인 공기와 연료의 불충분한 혼합성능은 연소실 내에서의 불균일한 화염구조를 형성한다. 따라서 본 연구에서는 JICF 분사시스템의 램제트 연소기에서 연료와 공기의 부족한 혼합성능에 기인한 연소의 불균일한 화염구조를 실험적으로 확인하고, 연료 제트의 침투깊이, 분열점 등을 예측하기 위한 상관관계식을 유도함으로서 JICF 분사시스템에서 연소성능에 영향을 미치는 액체제트와 주류공기와의 분무 및 혼합특성을 파악하였다. 특히, 액체 제트의 침투깊이를 주류공기의 유동방향의 상류와 하류로 나누어 상관관계식을 유도하여 좀더 정확한 침투깊이의 예측이 가능하도록 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권12호
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• pp.48-58
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• 2006

횡단류에 분사되는 액체 제트의 분무 및 연소 특성에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 수치 계산을 위해 3차원의 분무 및 화학반응 유동 해석에 유용한 KIVA 코드를 횡단류에서의 분무 해석에 적합하도록 수정하여 사용하였다. 액주의 분열과 리거먼트 및 액적의 분열 현상을 해석하기 위하여 wave 모델과 KH-RT hybrid 모델이 사용되었다. 침투길이는 유입공기의 속도가 감소하거나 분사속도가 증가함에 따라 증가하였다. 유입공기의 속도가 증가할수록 계산결과의 오차가 크게 발생함을 알 수 있었다. 연소 특성에 대한 수치 해석으로 연소실 내부의 화염전파 형상과 국부지역에서의 온도및 공해 배출량에 대한 결과를 얻었다.