• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.70-79
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 비반응 유동 및 혼합특성에 관한 수치해석 연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향이 주요 변수로 검토되었다. 결과로서, pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향의 변화는 버너 출구 근처의 난류 유동장, 특히 중앙 재순환영역 및 난류강도의 큰 변화를 초래하며, 화염안정성 및 배기성능의 큰 변화를 동반하게 된다. 실험결과와의 비교를 통해, 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 개발을 위하여 화염안정성 및 배기의 측면에서 pilot 버너의 최적 위치, 선회각$45^{\circ}$ 그리고 정방향 선회유동 조건들이 선택되었다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.205-212
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• 2017

본 연구에서는 합성폐수로부터 암모니아 탈기 시 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해 이유체 벤츄리형 선회 노즐과 일반 노즐이 장착된 각각의 제트 루프 반응기를 이용하여 조업조건 변화에 따른 암모니아 제거효율과 총괄물질전달계수($K_La$)를 각각 얻은 후, 이를 통해 성능을 비교하였다. 운전변수로는 pH(pH = 10-12), 액체순환유량($Q_L=25-35L\;min^{-1}$), 공기유입량($Q_G=5-20L\;min^{-1}$)을 변화시키며 실험하였다. 실험결과, 동일한 조업조건에서 이유체 벤츄리형 선회 노즐(two-fluid venturi-type swirl nozzle, TVSN)이 장착된 제트 루프 반응기가 이유체 벤츄리형 일반 노즐(two-fluid venturi-type conventional nozzle, TVCN)이 장착된 제트 루프 반응기보다 암모니아 제거효율과 $K_La$가 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 이유체 벤츄리형 선회 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에서 형성된 선회류 흐름에 의해 난류강도가 이유체 벤츄리형 일반 노즐이 장착된 제트 루프 반응기에 비해 높기 때문이라 판단된다. 또한, 실험조건 범위에서 $K_La$는 pH, 공기유입량 및 액체순환유량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, 특히, 실험변수 중 공기유입량이 pH나 액체순환유량에 비해 $K_La$에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.60-69
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회 제트 연소기의 형상 최적화에 대한 실험연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치 및 선회기 베인의 방향이 주요 변수로 검토되었다. 주요 결과로서, pilot 버너 및 연료 노즐의 위치변화는 버너 출구 근처의 최소 유동면적 및 재순환 유동패턴의 변화를 발생시키며, 이로 인하여 선회강도 및 화염형상이 큰 영향을 받게 된다. 선회기 베인 각도의 증가($30^{\circ}$에서 $45^{\circ}$)는 희박가연한계 근처에서 CO 배출량을 크게 저감시킨다. 추가로 정방향 선회형상이 역방향 선회형상에 비해 보다 낮은 CO 및 NOx 배출량을 갖게 됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.578-588
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• 1992

본 연구에서는 작은 층류화염을 형성하는 소형의 연소기에 대해 화염의 안정 화를 위하여 선회가 가해지는 등축분류 층류제트 확사화염의 구조에 미치는 선회의 강 도, 연료와 공기의 출구 레이놀즈 수, 연료와 공기의 선회방향의 영향등을 이론적인 모델의 구성과 수치실험을 통하여 고찰한다.

• 설비공학논문집
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• 제6권2호
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• pp.103-109
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• 1994

An experimental study is performed on the flow characteristics of a swirl-jet diffuser for factory ventilation. Swirl number ranges from 0(nonswirl jet) to 0.6 when the angle of swirl vane is 60 degree. As swirl becomes strong, the maximum velocity in the plane perpendicular to jet axis decreases fast and the uniformity of velocity becomes good, particularly in the ventilated area. The similarity in velocity profiles has been found for axial velocity from even when swirl number equals 0.6. The flow characteristics of the swirl-jet which has the swirl number of 0.6 is thought to be the best among these three swirl numbers for factory ventilation. However, the pressure drop in the diffuser increases as the swirl becomes strong. This should be considered in the design of the total ventilation system including a duct system.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.11-11
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• 1998

최적의 액체 램제트 연소기 설계를 위하여 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소의 일련의 과정이 일어나는 램제트 연소기의 유동해석을 2차원 및 3차원으로 수행하였다. 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 및 노즐 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 연소실 내의 유동 특성에 있어서 2차원과 3차원의 유동해석 결과는 선회영역 유동특성이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 따라서 실제 액체 램제트 연소기의 설계를 위해서는 3차원 유동해석과 실험이 반드시 필요하다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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• pp.15-15
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• 2000

제트 베인에 의한 추력 방향 제어 장치는 롤 운동 제어를 가능하게 하고, 큰 선회 각도를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 기계 장치가 비교적 복잡하고, 제트 베인의 열적, 구조적 문제를 해결하여야 한다. 복잡한 기계 장치는 유동 해석의 측면에서 고려해 볼 때 격자 형성을 어렵게 만들어 유동장 해석을 통한 성능예측을 어렵게 만든다. 구조물의 응력해석을 위하여 제트 베인 표면에서의 정압력과 더불어 마찰력도 고려하여야 하는데, 정확한 마찰력 계산을 위해서는 난류 모델링이 필수적이고, 그에 따라 벽면 근처에서 격자를 밀접시키는 것이 요구된다. 본 연구에서는 상용 유동해석 소프트웨어인 Fluent를 사용하여 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 3차원 난류 유동장 계산을 수행하였다. 피치, 요 운동의 경우와 롤 운동의 경우로 구분하여 계산하였으며, 최대 받음각을 $25^{\cire}$ 로 하여 제트 베인의 받음각에 따라 회전축에 작용하는 힘과 모멘트를 계산하였다. 본 연구의 결과는 향후 개발될 제트 베인이 장착된 추력 방향 제어 장치의 개념설계 단계에 필요한 기본자료로서 신뢰도를 높이는데 도움이 되리라 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.34-34
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• 1998

차세대 비행체가 갖추어야 할 요건으로 다양한 작동 범위에서 다목적으로 사용될 수 있어야 한다는 점이다. 비행체는 작전시 초음속으로 순항해야 하며, 폭탄으로 손상된 비행장에서도 이륙하여 작동할 수 있도록 짧은 이륙과 착륙 거리를 가져야 하기 때문에 현재 비행체보다 더 큰 받음각에서 작동하여 비행시 뛰어난 기동성을 가져야 한다. 제어력을 향상시키기 위해서 받음각과 동압에 의존하지 않고 큰 제어 모멘트를 제공하는 차세대 방법은 엔진의 배기가스를 원하는 비행 방향으로 제어하는 것으로 이러한 방법을 추력 편향 제어(Thrust Vector Control)라고 한다. 기존 공력에 의한 비행 자세제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, 실속을 피해야하기 때문에 공기력을 이용한 날개 및 비행체의 받음각에 한계가 있어 비행체의 선회능력을 제한하며 고공에서 저속비행 하는 경우에는 공기의 밀도가 낮고 동압이 작게 작용하여 선회능력은 낮아진다. 그러나, 추력 편향 장치는 공력을 이용하지 않고 추력을 이용하기 때문에 실속에 의한 제한이 없어 큰 받음각(70$^{\circ}$-90$^{\circ}$)으로 선회할 수 있어 월등한 기동성을 발휘할 수 있다. 이러한 추력 편향 장치 중 제트 베인형은 소형화가 가능하고, 하나의 노즐로 수직, 수형 및 횡 방향의 3축 제어를 할 수 있어 많이 사용되고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권1호
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• pp.118-125
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• 2004

The experimental study on flow and heat transfer characteristics was conducted to investigate and to compare the performance of swirl jet by a twisted tape as a swirl generator with the performance of impinging single circular jet in fully developed flow tube. The effects of jet Reynolds number(Re=8700, 13800, 20000, 26500), dimensionless distance of nozzle-to-plate(H/d=2, 4, 6, 8) and swirl ratio(S=0.11, 0.23, 0.30) of the jet on the local and average Nusselt number have been examined. Measurements of local heat transfer rate and flow patterns on the jet impinging plate were used naphthalene sublimation technique and flow visualization technique respectively. Mean velocity and turbulence intensity of the jet along the centerline were measured. With a twisted tape in the nozzle exit, average Nusselt number at the around area of stagnation point were higher than those without the twisted tape at H/d=2, 4 and with the increase of Reynolds number. With a twisted tape in the nozzle, in the case of H/d=2, Re=26500 and S=0.11, maximum local Nusselt number at the region of y/d=0 and x/d=0.44 was obtained.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.440-452
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• 1990

Comprehensive numberical computations have been made for four turbulent swirling jets with and without recirculation to critically evaluate the accuracy and universality of several exising turbulence models as well as of the modified k-.epsilon. model proposed in the present study. A numerical scheme based on the full Navier-Stoke equations ha been developed and used for this purpose. Inlet conditions are given by experiments, whenever possible, to minimize the error due to incorrect initial conditions. The standard k-.epsilon. model performs well for the strongly swirling jets with recirculation while it underpredicts the influence of swirl for weakly swirling jets. Rodi's swirl correction and algebraic stress model do not exhibit universality for the swirling jets. The present modified k-.epsilon. model derived from algebraic stress model accounts for anisotropy and streamline curvature effect on turbulence. This model performs consistently better than others for all cases. It may be because these flows have a strong dependence of stresses on the local strain of the mean flow. The predictions of truculence intensities indicate that this model successfully reflect the curvature effect in swirling jets, i.e. the stabilizing and destabilizing effects of swirl on turbulence transport.