• 제목/요약/키워드: 불안정 영역

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모형 덤프 연소기에서 혼합기 유입구 길이 변화에 따른 연소불안정 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Combustion Instability Characteristics of Various Fuel-Air Mixing Section Geometry in a Model Dump Shape Combustor)

  • 김민기;윤지수;황정재;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.57-69
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    • 2012
  • 본 연구는 희박 예혼합 연소기에서 연소실과 연료-공기 혼합부의 공진모드의 관계가 연소불안정에 어떤 영향을 미치고 있는지에 대하여 실험적으로 확인한 연구이다. 다체널 동압측정을 통하여 각각 위치에서 동압의 모드와 각 센서들간의 phase를 분석하여 연소불안정의 원인을 규명할 수 있었다. 연소실의 길이(800~1800)와 혼합부의 길이(470, 550, 870 mm)를 음향학적 경계로 일치시켜 연소불안정 특성을 확인해 보았을 때 두가지 서로 다른 연소불안정 모드를 확인할 수 있었는데 저주파 연소불안정 특성은 화염의 열방출 섭동과 연소실의 공진모드에 기인하며, 고주파 영역대의 연소불안정 현상은 혼합부의 길이를 변경하였을 때 발생하는 또 다른 불안정 현상임을 실험적으로 확인할 수 있었다.

하이브리드 방법을 이용한 전력계통의 안정도 해석 (Power System Stability Analysis Using a Hybrid Approach)

  • 박지호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2002년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.218-220
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    • 2002
  • 본 논문은 시간영역 모의 테크닉과 과도안정도 해석 직접법을 결합한 하이브리드형 방법을 설명한다. 먼저 객체지향기법을 이용한 시간영역 모의를 통해 실제 시스템의 궤도를 계산하고, 과도안정도 여유도를 계산하기 위한 안정도 지수를 유도하기 위해 과도 에너지함수를 평가한다. 일단 시스템의 어떤 상태(안정 또는 불안정)가 확인되면 CPU 시간을 줄이기 위해 시간영역 모의를 중단하기 위한 적절한 기준이 제시되었다.

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음향 경계 조건이 가스터빈 연소기에서의 연소불안정에 미치는 영향 (Effects of Acoustic Boundary Conditions on Combustion Instabilities in a Gas Turbine Combustor)

  • 임재영;김대식;김성구;차동진
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.15-23
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    • 2015
  • 본 연구는 유한요소해석 기반의 Helmholtz solver인 ASCI3D를 사용하여 예혼합 가스터빈 연소기에서 연소불안정 현상과 관련된 주요 결과들을 예측하였다. 해석결과는 실험결과와 비교할 때 일반적인 불안정 특성 예측에는 성공하였으나, 불안정 구간이 나타나는 영역을 다소 과대 예측하는 경향이 발견되었다. 이를 개선하기 위한 노력으로 반사계수가 불안정 특성에 미치는 영향이 분석되었다. 결과로부터 반사계수는 불안정 특성에 큰 영향을 미치고, 정확한 예측 결과를 얻기 위해서는 정확한 음향 경계 조건의 정의가 필수적인 것으로 나타났다.

불안정 가스 터빈 연소기에서 부분 예혼합이 화염구조와 NOx 배출 특성에 미치는 영향 (Effects of Partial Premixing on Flame Structure and NOx Emission Characteristics in an Unstable Gas Turbine Combustor)

  • 이재호;이종호;김시현;장영준;전충환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.437-444
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    • 2005
  • 본 연구는 연료-공기 혼합정도가 불안정 화염 구조와 NOx 배출 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 대기압, 모형 가스 터빈 연소기에서 실험을 수행하였다. 선회각은 $45^{\circ}$이며, 연료-공기 혼합정도는 당량비 0.53에서 0.79 범위에서 0, 50, 100%로 변화시켰다. 화염구조를 파악하기 위해, 당량비 0.79에서 ICCD를 사용하여 위상 동기화된 OH 자발광 이미지를 취득하였다. NOx 배출은 각 상기 실험조건에서 NOx 분석기를 이용하여 취득하였다. 위상에 대한 $OH^*$ 이미지를 취득함으로써 연료-공기 혼합정도가 화염의 구조에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 또한 국소 열방출의 특성을 통해, 연료-공기 혼합정도에 따른 연소불안정이 발생하거나 소멸되는 영역에 대한 정보를 얻을 수 있었으며, 혼합정도에 따른 NOx 농도를 측정함으로써 희박 연소 영역에서는 $\sigma$가 커질수록 NOx 발생이 적음을 확인할 수 있었다. 이런 결과들은 연소불안정 현상의 메카니즘을 이해하는데 중요한 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.

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탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료(FGM)판의 동적 불안정성에 관한 연구 (A Study of Dynamic Instability for Sigmoid Functionally Graded Material Plates on Elastic Foundation)

  • 이원홍;한성천;박원태
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.85-92
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    • 2015
  • 탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료 고차전단변형 판의 동적 불안정성에 대하여 연구하였다. 고차전단변형이론은 점진기능재료 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. Mathieu-Hill 방정식의 형태로 유도된 지배방정식에서 Bolotin 방법을 이용하여 동적 불안정 영역을 결정하였다. 동적 불안정 영역의 경계는 동적 하중과 여기진동수와의 관계로 나타내었다. 고차전단변형이론과 탄성지반 효과가 S형상 점진기능재료 판의 동적 불안정성에 미치는 효과를 제시하였다. Winkler와 Pasternak탄성지반 매개변수의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 정적 하중계수, 거듭제곱 지수 그리고 폭-두께비 등의 동적 불안정 영역에 대한 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 S형상 점진기능재료 구조물의 동적 불안정 해석을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

불안정 지지면에서의 동적 안정화 운동이 허리근육의 두께 및 밀도에 미치는 효과 (The effect of dynamic stabilization exercise on unstable surface on thickness, density of back muscle)

  • 한종만;박재철;김금숙;김현애
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.1957-1963
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 불안정 지지면에서의 동적 안정화 운동이 배가로근과 뭇갈래근의 두께와 밀도 및 백색영역지수(white area index, WAI)에 미치는 영향을 연구하였다. 연구대상은 20대 성인 27명이며 세 그룹으로 나누어 각기 다른 면에서 동적 안정화 운동을 6주 동안 실시하여 실험 전 후에 배가로근과 뭇갈래근의 두께와 근육 밀도, 백색영역지수를 측정하였다. 그 결과 세 그룹 간 의미있는 차이를 보였다(p<.05). 반복측정분산분석(repeated ANOVA) 결과, 배가로근과 뭇갈래근의 두께가 시기별 차이에서 그룹 간 의미있는 차이를 보였으며(p<.05), 뭇갈래근의 근육 밀도와 백색영역지수의 그룹 간 비교결과 의미있는 차이를 보였다(p<.05). 결론적으로 불안정 지지면에서 허리부 안정화 운동의 효과에 의미있는 차이가 있었고 이 같은 결과는 허리안정화 운동에 대한 추후 연구에 기초 자료로 활용 가능할 것으로 보인다.

PWM 인버터의 스위칭 지연시간에 따른 유도전동기의 불안정현상 해석 (The Analysis for the Induction Motor Instability Caused by PWM Inverter Dead Time)

  • 백수현;김용
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제7권5호
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    • pp.60-68
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    • 1993
  • 본 연구에서는 Colby 등이 제안한 PWM 인버터의 등가회로를 이용하여 PWM 인버터의 스위칭 지연시간이 유도전동기 구동시스템의 불안정현상에 미치는 영향을 다루었다.Colby 등이 제안한 등가회로는 유도전동기 구동시스템의 불안정현상의 해석에 매우 효과적이었으며, PWM 인버터의 스위칭 지연시간은 유도전동기 구동시스템의 1차측 저항의 증가에 영향을 미치게 되지만 유도전동기의 안정운전이 이루어지는 주파수영역에서는 스위칭 지연시간의 대소가 유도전동기의 안정운전에 큰 영향을 미치지 못함을 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 알 수 있다.

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대향류 확산화염에서 맥동 불안정성의 비선형 거동에 대한 수치해석 (Numerical Simulations of Nonlinear Behaviors of Pulsating Instabilities in Counterflow Diffusion Flames)

  • 이수룡
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권9호
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    • pp.859-866
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    • 2010
  • 대향류 확산화염에서 확산-전도 불안정성에 의한 맥동불안정성의 비선형 거동을 수치 해석적으로 연구하였다. Lewis 수를 1보다 충분히 크게 두고 일차원 준정상상태의 화염의 해로부터 Damkohler 수를 섭동시켜 시간에 따른 화염의 전개를 계산하였다. 맥동 불안정성에 의한 비선형 화염전개는 세 가지 다른 형태, 즉 교란이 점점 감소되는 경우, 교란이 증폭되어 안정된 주기적 진동이 일어나는 경우, 그리고 교란이 계속 증폭되어 화염이 소염되는 경우 등으로 나타났다. 스트레치를 받지 않는 화염의 결과와 달리 대향류 유동장의 화염에서는 안정된 한계순환 맥동 불안정이 존재하였다. 세 가지 다른 형태의 화염 전개를 보이는 임계 Damkohler 수를 계산하여 동적 소염이 일어나는 영역을 표시하였고, 이는 층류소화염의 국소소염 계산에 이용될 수 있다. 불안정성이 나타나는 갈래질의 구조는 초임계 및 임계이하 Hopf 갈래질로 나타났다. 특정한 Damkohler 수의 영역에서 안정된 한계 순환 갈래질이 나타났으며, 화염온도가 증가함에 따라 영역이 축소되어 안정된 한계순환이 일어나는 영역은 사라지고 불안정한 한계순환 갈래질이 나타났다. 안정된 한계순환 영역이 확장되는 영역이 존재하며, 이는 단순한 한계순환 불안정성이 주기배증에 의한 Rossler 갈래질이 나타나면서 한계 영역이 확장되었다.

KTX 제동디스크-패드의 상호작용에 의한 불안정 진동모드 해석 (Analysis of Unstable Vibration Modes due to KTX Brake Disc/Pad Interaction)

  • 구병춘
    • 한국철도학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.253-261
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    • 2013
  • KTX 열차가 정거장에서 정차 시 측정한 제동 스퀼소음은 저주파에서부터 18,000Hz의 고주파 영역에 걸쳐 관찰되었다. 제동 스퀼소음이 제동디스크/패드의 상호작용에 의한 불안정 진동모드에 의해 발생한다는 가정 하에 유한요소법을 적용하여 하나의 제동디스크와 4개의 제동패드로 구성된 제동 유니트에 대해 유한요소 모델링을 하고 마찰계수, 마찰면에 작용하는 압력, 마찰재와 백플레이트의 탄성계수 등 여러 파라미터의 특성값을 변경해 가면서 제동 유니트의 불안정 진동모드에 미치는 영향을 해석하고 각 파라미터의 영향을 분석하였다. 해석결과에 의하면 불안정 진동모드는 이러한 변수들과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다.

시간지연 모델을 이용한 액체로켓엔진의 축방향 비선형 연소불안정 해석 (Numerical Analysis of Nonlinear Longitudinal Combustion Instability in LRE Using Pressure-Sensitive Time-Lag Hypothesis)

  • 김성구;최환석;박태선;김용모
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.281-287
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    • 2005
  • 연소불안정에서 흔히 수반되는 충격파와 한계사이클 같은 비선형적 거동을 수치해석을 통해 고찰하였다. 공진관에 가해진 초기 압력교란이 충격파로 천이되는 과정을 해석함으로서 비선형 음향특성에 대한 이해를 돕는 동시에 수치해석기법의 정확성을 검증하였다. ${\eta}-{\tau}$ 연소응답모델을 이용한 SSME의 해석결과는 선형불안정 영역에서 한계사이클의 특성은 연소파라미터와 작동조건에 의존할 뿐 초기 교란의 특성과는 무관함을 밝혔다. 또한 1.5 MW급 가스발생기의 개발 과정에서 겪은 연소불안정 문제에 적용하여 예측된 안정성 경향을 연소시험 결과와 비교함으로서, 향후 수치해석을 통한 연소불안정 예측기법에 대해 가능성을 확인하는 동시에 향후 연구방향을 모색하였다.

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