• 한국항공우주학회지
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• 제44권3호
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• pp.247-255
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• 2016

본 논문에서는 핀틀 추력기의 비정상상태 특성을 파악하기 위하여 구동기의 속도를 측정하였으며, 정상상태 실험을 통해 비정상상태 실험 시스템을 구성하였다. 비정상상태 실험은 총 3 가지의 구동 속도(3.01 mm/s, 5.65 mm/s, 10.83 mm/s)를 이용하여 진행하였다. 그 결과 핀틀이 후진하는 경우가 전진하는 경우보다 더 빨리 명령 압력 값에 수렴하였으며, 이는 핀틀이 후진하는 경우가 연소실의 압력이 높은 상태로 형성되어 있기 때문이다. 핀틀이 전 후진하는 경우에 추력 곡선에 특이점들이 나타났으며, 이는 연소실 압력과 노즐 목 면적 변화에 기인하여 나타난 질유량 변화로 인한 것이다. 구동 속도가 빠를수록 이러한 현상이 뚜렷하게 나타났다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제25회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.33-39
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• 2002

Unsteady behaviors of counterflow flame were studied experimentally in opposing jet counterflow burner using diluted methane. To generate the unsteadiness on the flame, the counterflow diffusion flame was perturbed by velocity changes made by the pistons installed on both sides of the air and fuel stream. The velocity changes were measured by Hot wire and Laser Doppler Velocimetry, and the flame behaviors were observed by High speed ICCD and ICCD. In this investigation, the spatial irregularity of the strain rate caused the flame to extinguish from the outside to the axis during the extinction, and we found the following unsteady phenomena. First, the extinction strain rates of unsteady cases are much larger than those of the steady ones. Second, the extinction strain rates become larger as the slope of the change of the strain rate increases. Third, the unsteady extinction strain rates become smaller with the increase of the initial strain rate.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권7호
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• pp.1111-1122
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• 2004

An idea to suppress the self-excited combustion oscillation was applied to the flames. The characteristics of unsteady combustion were examined and the unsteady combustion was driven by forced pulsating mixture supply that can modulate its amplitude and frequency. The self-excited combustion oscillation having weaker flow velocity fluctuation intensity than that of the forced pulsating supply can be suppressed by this method. The effects of the forced pulsation amplitude and frequency on controlling self-excited combustion oscillations were also investigated comparing with the steady mixture supply. The unsteady combustion used in this experiment plays an important role in controlling self-excited combustion oscillation. Symptoms of self-excited combustion oscillation were also studied in order to predict the onset of combustion oscillation before it proceeded to a catastrophic failure For the purpose, the unique measures to observe the onset of self-excited combustion oscillations based on the careful statistics of fluctuating properties in flames, such as pressure or emission of OH radicals, have been proposed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.233-239
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• 2003

본 연구는 고체 추진제 로켓 엔진의 연소과정을 수치적으로 해석하였다. 고체 추진제로는 double-base propellant를 이용하였으며 고체상에서는 2개의 포괄적인 반응식을 기체상에서는 5개의 포괄적인 반응식을 이용하였고 난류와 화학반응의 상호작용 PaSR(Partially Stirred Reactor)모델을 사용하였다. 고체 연료 벽면에서의 분출 효과로 야기되는 대류열전달의 불확실성을 줄이기 위하여 낮은 레이놀즈 수 k-$\varepsilon$난류모델을 적용하였다. 계산된 수치결과를 토대로 고체 추진제 로켓 엔진의 난류연소 과정 및 온도장과 압력장의 비정상 특성에 대하여 상세히 기술하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.79-88
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• 2006

본 논문에서는 대와동모사를 이용하여 모형 가스터빈 연소기에서 난류 예혼합연소의 선회 유동구조와 화염특성이 검토되었다. 비정상 화염 거동을 모사하기 위하여 G-방정식 화염편 모델이 적용되었다. 결과로서, 입구 선회수 증가에 따른 코너 및 중앙 재순환 유동이 뚜렷한 차이를 보이며, 화염의 길이도 점차 감소됨을 확인 할 수 있었다. 또한 강선회 조건에서 역화현상의 원인이 확인되었다. 정확한 비정상 화염거동의 모사를 위하여, 연소실 내 음향파 거동의 예측성능이 우선적으로 검토되었으며, 스텝 모서리 근처에서 생성된 와동이 화염면 변동에 가장 큰 영향을 주고 있음을 알 수 있었다. 마지막으로 비정상 화염-와동 상호작용에 대한 해석을 통해 선회와 음향파의 전개로부터 생성된 와동의 진동이 화염면 및 열발생의 변동과 밀접하게 관련되어짐을 체계적으로 규명하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.65-71
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• 2003

일반적으로 액체로켓 엔진의 추력실에서 연소중 어느 정도의 열 유속을 발생하는가를 아는 것은 추력실을 냉각하기 위한 가장 중요한 사항 중에 하나이다. 이에 본 연구에서는 Kerosen/LOx를 추진제로 사용하는 소형 액체로켓 엔진의 추력실에서 발생하는 heat flux를 측정하기 위하여 thin wall chamber를 제작하였다. wall thickness는 1mm로 하였으며 추력실 외벽에 총 9개의 열전쌍을 부착하여 연소시험을 수행함으로써 연소중 변화하는 추력실의 외벽온도를 측저하였다. System을 1차원 비정상상태로 가정하고 측정된 추력실의 외벽온도로부터 one-dimensional the transient energy equation을 이용하여 추력실에서 발생하는 열유속 및 열전달계수를 예측하였다. 혼합비 2,0의 조건에서 실험변수로서 연소압에 변화를 주었으며 실험결과 열전달계수가 연소압에 0.88승에 비례하는 관계식을 얻어낼 수 있었다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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• pp.115-154
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• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제1권1호
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• pp.8-23
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• 1997

스탠포드 대학의 expansion tube 장치를 이용한 램 가속기의 유동장의 실험적 연구와 비교를 위하여 정상 및 비정상 상태의 수치모사를 수행하였다. 수소/공기 연소에 대하여 9 화학종 19 반응 단계를 가지는 Jachimowski의 화학반응 모델을 이용하여 화학 반응 유동에 대한 Navier-Stokes 방정식을 시간 정확도를 가지는 완전 내재적수치 기법을 이용하여 해석하였다. 정상 상태 가정을 이용한 수치해석은 $2H_2$＋$O_2$＋$17N_2$에 대하여 쉴리렌 및 OH PLIF 을 이용하여 실험적으로 얻어진 영상과 부합하는 좋은 결과를 보였으나 $2H_2$＋$O_2$＋$12N_2$ 혼합기에 대해서는 충격파 교차점 후방의 연소 영역을 모사하지 못하였다. 따라서 이 경우에 대하여 비정상 수치 모사를 수행하였으며 자세한 유동 안정화 과정을 보여 주었다. 비정상 수치 모사의 결과로부터 실험적으로 얻어진 영상은 유동 안정화 단계의 일시적 상태의 결과로 보인다. 충격파 교차점 후방의 연소 영역은 유동이 안정화되는 초기 단계에 존재하는 강한 경사 충격파가 교차하여 발생하는 수직 폭굉파의 결과이다. 최종 단계에서 충격파 교차점 이후의 연소 영역은 사라지며 정상 상태의 결과가 얻어진다. 램 가속기 모델 내부의 화학반응 유동이 안정화되는데 필요한 시간은 실험적인 시험 시간과 비교하여 매우 긴 것으로 보인다.

• 청정기술
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• 제12권2호
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• pp.78-86
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• 2006

저발열량 석탄 및 바이오매스 합성가스의 가스 엔진 내 연소 특성에 대한 전산 해석을 수행하였다. 열화학적 해석을 통해 연소 압력, 연소 온도, 배기가스의 조성, NO 배출량 및 엔진 출력을 예측하였고, 예측결과를 소형 파이로트 가스 엔진 시험결과와 비교하였다. 합성 가스의 가스 엔진 연소실 내부의 비정상 연소 현상을 규명하기 위해 전산유체역학적 해석을 수행하였고, 석탄 및 바이오매스 합성가스의 계산결과들을 서로 비교하여 대체연료로서 합성가스 연소 시 가스엔진에 대한 설계 변경 및 조절을 위한 기준을 제시하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.9-15
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• 2012

하이브리드 연소실의 국부 압력과 속도변화를 고려하는 비정상 내탄도 해석모델을 제안하고 이를 바탕으로 연소실 내 국부영역에서 내탄도 특성인자의 변화를 도출하였다. 해석 모델 검증을 위하여 연소실 전후단의 압력을 측정한 실험결과와 해석결과를 비교하여 실험과 해석결과가 유사함을 확인하고 연소 효율을 평가 하였다. 하류방향으로 산화제 유량이 변화하므로 이에 따른 연소실 국부영역의 압력, 온도, 연료의 후퇴율 및 연소가스의 유속 변화를 정량적으로 고찰하였다.