• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

본 연구에서는 바이오가스 기반 예혼합 압축착화(Homogeneous charged compression ignition, HCCI) 엔진에 수소를 첨가하였을 때, 연소실 내부 압력, 온도 배출가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 자세히는 수소 첨가량과 과다공기량(${\lambda}$) 변화에 따른 연소실 압력 온도, 그리고 생성물로서의 NO, $CO_2$ 배출 특성을 화학 반응 해석 프로그램을 사용하여 고찰하였다. 대상의 엔진은 2300cc 바이오가스 엔진 발전기로서 압축비 13:1, 발전량 15kW 급이다. 과급압은 1.2bar 고정 조건이며, rpm은 1800rpm의 정속 조건이다. 엔진 연소 방식은 예혼합 압축 착화를 모사하였다. 본 연구를 진행하기에 앞서 바이오가스의 주요 조성인 메탄의 연소 및 산화 메커니즘에 대한 선행 연구에 대한 고찰을 통하여 연소반응 메커니즘을 규명하기 위한 반응 메커니즘 연구 기술의 경향을 살펴보고, 본 연구에 적용 가능한 반응 메커니즘을 선정하여 해석을 진행하였다. 수소를 첨가할 때 NO는 증가하는 반면, $CO_2$등의 배출량은 감소하였고 실린더 내부 압력이 상승하며, 상승 구간이 진각 됨을 알 수 있었다. 또한, 희박영역에서 수소 첨가가 가연 한계를 증가시켰다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.413-420
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• 2020

이 연구에서는 펌핑 후 콘크리트의 작업성 변화를 실내에서 평가하기 위한 새로운 실험 장비를 개발하였다. 이 장비는 실제 펌핑 중 콘크리트가 받는 압력과 전단을 모사할 수 있도록 설계되었다. 실내 실험 장비를 사용한 펌핑 후 콘크리트 작업성 변화 평가 가능성을 검토하기 위하여 실규모 펌핑 실험과 실내 모사 실험을 동시에 수행하였다. 실규모 펌핑 실험에 사용한 콘크리트의 설계기준압축강도는 24, 35, 60MPa이며, 배관의 길이는 130, 304, 518m이다. 펌핑 실험과 동일한 콘크리트를 사용하여 실제 펌핑 조건(압력, 전단, 펌핑 시간)을 고려한 실내 모사 실험을 수행하였다. 실험 전, 실규모 펌핑 실험 후, 실내 모사 실험 후 콘크리트의 작업성(슬럼프 또는 슬럼프 플로)을 측정하였다. 실규모 펌핑 실험과 실내 실험 모두 콘크리트의 작업성이 감소하였으며, 두 실험의 결과가 매우 유사하게 측정되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권10호
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• pp.845-852
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• 2007

OWE형 파력발전장치는 해수면의 승강운동을 공기실 내의 공기 흐름으로 전환하고 이를 터빈의 구동력으로 사용하는 발전장치이다. 파랑에너지가, 터빈으로 유입되는 공기에너지로 전환하도록 하는 공기실의 내부 수위의 주기적 변동은 상하대칭이 이루어지지 않고, 공기실 내 공기 유동의 압축과 팽창 과정에서 유량차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이를 이용하여 보다 많은 유량을 임펄스터빈의 압력면으로 유도하여 날개의 압력면과 흡입면의 압력차를 크게 하는 Staggered Blade의 적용에 대해 검토하고 그에 대한 성능 해석을 수행하였다. 터빈의 압력면으로의 공기 흐름을 제어하기 위해 Self-Pitched Blade(가변 피치 날개)를 제안하였고, 이러한 유량차를 토대로 동 조건에서 최대의 발전량과 최고 효율의 터빈을 설계하고자 하는데 그 목적이 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1035-1042
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• 2010

HCCI 엔진연소에서 열적성층화 효과는 노킹을 회피하는 수단으로서 생각되고 있다. 본 연구에서는 DME 와 n-Butane 을 연료로 하는 HCCI 엔진연소의 열적성층화 효과를 조사하였다. 예혼합기가 연소실내부에 투입되고 부력의 효과를 이용하여 연소실 내부에 열적성층화를 형성한다. 그 뒤에 피스톤의 압축에 의해서 단열압축 시킨 후 연소실압력과 2 차원화학발광법을 계측하여 해석하였다. 열적성층화가 존재하는 경우에는, 저온산화반응과 고온산화반응의 시작시기가 균질한 경우에 비해서 진각되었고 연소기간은 길어졌다. 발광의 시작은 온도가 높은 곳에서부터 시작하여 온도가 낮은 곳으로 전파 되는 것을 확인하였고 발광기간도 길어짐을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.104-111
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• 2019

압축기와 팽창기로 구성된 새로운 개념의 로터리엔진이 개발 중에 있다. 초기 프로토타입을 제작하고 작동성 확인을 위한 모터링, 압축기 압력 및 연료 연소시험을 수행하였다. 본 논문은 이 새로운 엔진에 적합하게 개발된 사이클 해석 방법에 대한 것이다. 본 엔진 고유의 작동 메커니즘에 대한 분석과 공기의 열역학적 해석을 공기 흡입, 압축, 연소실 진입, 연소, 팽창 그리고 배기에 이르는 각 과정에서 수행하였다. 본 논문에서 제시된 해석 방법으로 압축기와 팽창기 사이의 압축공기 냉각효과는 물론 엔진의 여러 설계 변수가 엔진 성능에 주는 영향을 파악할 수 있으며 이 논문에 몇 가지 경우에 대한 계산 결과를 기술하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권4호
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• pp.26-35
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• 2000

본 연구에서는 어떤 2차목을 가지는 축대칭 아음속/음속 이젝터 유동을 조사하기 위하여, 수치해석법을 이용하였다. 수치계산은 2차 정체실에서 이젝터 디퓨저 출구까지의 넓은 계산영역에 대하여, 압축성 Reynolds-Averaged Navier-Stokes방정식에 완전 음적 유한 체적법을 적용하였다. 축대칭 아음속/음속 이젝터 시스템에 대한 실용적 설계 인자를 얻기 위해서, 이젝터 목면적, 혼합부의 형상, 그리고 이젝터 목 길이를 변화시켜, 비교적 낮은 작동압력비로 운전되는 이젝터 유동특성의 변화를 조사하였다 계산 결과들은 2차 정체실의 진공성능에 미치는 작동압력비와 아젝터 형상의 영향을 조사하는데 활용되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제11권4호
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• pp.18-25
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• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.22-28
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• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.14-14
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• 1998

램제트 엔진은 초음속에서 공기가 충격파를 통해 아음속으로 속도가 낮아지고 압력이 증가하는 램 압축 현상을 이용하되 압축기를 사용하지 않고 아음속 상태에서 연소하는 구조로 되어 있다. 따라서 각 부품의 성능은 독립적이지 않으며 전체적인 성능을 규명하기 위해서는 공기 흡입구와 연소실, 연료 분사체계 등의 상호작용을 고려하여 유동의 특성과 그에 따른 연소현상의 특성을 함께 고려해야만 한다. 본 연구에서는 속도 범위 Mach 5이내, 고도 30km이내의 운항조건을 갖는 유도 무기에 장착될 램제트 엔진 개발을 위한 연구의 첫 번째 단계로써, 램제트 연소실내의 유동장해석을 실험과 수치해석 두 분야로 나누어 수행하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제15권1호
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• pp.11-17
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• 2011

본 연구는 라디칼 착화(Radical Ignition이하 RI) 기술을 적용한 부실직분식 CNG(Compressed Natural Gas) 엔진의 구동특성에 관한 것이다. 실험엔진은 단기통 디젤엔진을 개조하여 사용하였으며, 이는 부실식 디젤엔진처럼 연소실이 주실과 부실로 나누어져 있다. 부실에 분사된 CNG는 스파크플러그로 점화하며, 부실로 부터의 연소가스가 주실 희박 혼합기를 시켜 구동하는 엔진이다. RI 기술은 연소속도를 향상시킬 수 있다. 본 연구는 주로 저부하 RI-CNG 엔진의 성능을 연구하였다. 연료분사기간은 9 ms, 공기과잉률은 1.0, 1.2, 1.4로 하였다. 연료분사시기는 엔진의 배가밸브가 닫히는 ATDC $20^{\circ}CA$ 부터 $120^{\circ}CA$ 사이로, $20^{\circ}CA$ 간격으로 지각시켜 가며 실험하였다. 본 연구는 연료분사시기 및 공기과잉률이 연소최고압력 ($P_{max}$), 연소최고압력시기(${\Theta}_{pmax}$), 도시평균유효압력(IMEP), 사이클 변동계수($COV_{imep}$), 연소속도에 미치는 양향 등을 구하고 분석하였다.