• 제목/요약/키워드: 엔진 내부 유동

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Center-body 디퓨져 형상설계를 위한 수치적연구 (Numerical Study for Design of Center-body Diffuser)

  • 김종록
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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    • pp.487-491
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    • 2009
  • center-body디퓨져에 대한 형상 설계 요소를 분석하고 수치적 기법을 통한 설계형상 변수를 구성하였다. 수치기법으로는 Center-body 디퓨져의 내부유동해석을 위하여 2차원 축대칭 Navier-Stokes equation와 $k-{\omega}$난류모델을 사용하였다. 또한 center-body디퓨져의 시동압력과 진공도 및 형상설계변수에 대해서 2차목 디퓨져와 비교하였다.

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엔진내부 텀블 유동 형성에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Formation of Tumble Motion in Engine Cylinder)

  • 이병서;이준식;유정열
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.2233-2238
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    • 2003
  • It is well known that organized vortex rotations swirl and tumble greatly affect the mixing, the combustion and heat transfer processes in engine cylinder. We have developed 3 dimensional numerical simulation codes whose predictions make good agreement with the experimental data. Large eddy simulation based on Smagorinsky subgrid scale model was adopted to describe the turbulence of in-cylinder flows. The tumble motions generated by different inclination angles between valve-port and cylinder head have been calculated. The results show that the angles between direction of induced flow and cylinder walls which the flow collides with play a great role in the formation and generation of tumble motions. Therefore, it is inferred that seat angle and inclination angle are important factors of engine design. In addition, the numerical results of different engine speed -1000 rpm and 3000 rpm are very similar in the flow structure.

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피스톤 형상에 따른 디젤엔진 내부의 유동해석 (Flow analyses of a diesel engine with various piston shapes)

  • 기용덕;박형구
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.992-997
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    • 2003
  • The flow characteristics along a intake/compression process are very important for the combustion process. The intake/compression flow fields are related to the piston shape of engine. The flow fields are analysed by using the ICEM-CFD IC3M code for the rapid mesh-generation and by using the STAR-CD code for the calculations. The influences of the piston bowl shapes were investigated. The results showed that piston shapes had influences on a intake/compression flow and offered the definite basic data in a design side.

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아음속 확산형 S-덕트 최적 설계에 관한 연구 (Study of Subsonic Diffusing S-Duct Design Optimization)

  • 김수환;권장혁
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.121-126
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    • 2002
  • Aircraft propulsion systems often use diffusing S-duct to convey air flow from the wing or fuselage intake to the engine compressor, Well designed S-duct should incur minimal total pressure losses and deliver nearly uniform flow with small transverse velocity components at the engine compressor entrance. Reduced total pressure recovery lowers propulsion efficiency and nonuniform flow conditions at the engine face lower engine stall limits. In this study, S-duct which has maximum total pressure recovery and nearly uniform flow profiles at the compressure intake should be found using design optimization methods with 3-dimensional Wavier-Stokes analyses.

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유한요소법을 이용한 내부 및 외부 음향장 해석 (An Analysis of Internal & External Acoustic Fields by Using FEM)

  • 이덕주;이재규
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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    • pp.113-116
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    • 1992
  • 소음의 발생 원인은 공기역학적 측면과 구조적 측면으로 나누어지는데, 실제 로는 유동장에서 발생되는 음원과 구조물에서 발생되는 진동과의 상호 간섭 에 의해 보다 복잡한 형태로 발생된다. 음장 문제를 두가지 범주로 구분하면 첫째는 음원과 구조물과의 상호교란에 의한 산란문제(Scattering)와 둘째로 구조물의 자체 진동에 의한 음의 전파현상과 구조물내부에 회전체와 같은 음원이 존재하는 경우에 음의 전파를 관측하는 방사문제(Radiation)가 있다. 실제로 산업용 터빈이나 비행기 엔진 흡입구에서 발생되는 소음, 또는 자동 차의 배기구를 통해 발생되는 소음 그리고 엔진의 진동에 의한 구조적 소음, 기타 가전제품의 회전체(Fan & Motor)에 의한 소음은 방사(Radiation)의 문 제로서 중요 관심 과제이다 수치적 기법으로 근래에 많이 사용하는 방법으 로 BEM(경계요소법), FEM(유한요소법), FDM(유한차분법)이 있는데 본 연 구에서는 유한요소법을 이용하기로 한다. 지금까지는 주로 BEM을 통해서 Far-Field의 음향장을 해석하였지만 복잡한 형상을 갖는 구조물내부에서의 음향장 변화나 구조물 내부에 음원이 존재하는 경우 또는 구조물 자체가 갖 는 물리적 특성치 변화 즉 물체표면에서의 부분 진동문제의 음향장 해석에 있어서 가장 잘 대체해 나갈 수 있는 방법이 유한 요소법이라고 여겨진다. 본 연구에서는 2차원 또는 기하학적으로 축대칭인 3차원 Duct내부에 음원이 존재하는 경우 음원전파에 따른 Near-field와 far-field에서 음의 방향성을 예측하기 위해 먼저 기본적인 유한요소법에 의한 Robin 경계조건을 사용하 여 계산된 결과와 Infinite Element를 도입하여 계산할 결과를 비교하여, Infinite Element가 보다 효율적이며 타당한 결과를 얻음을 확인해 보기로 한다.다 복합적인 측면에서 치료에 임하여야 할 것으로 사료된다. with such configuration.trap with 2.88[eV] deep of injected space charge from the chathode in the crystaline regions. The origin of ${\alpha}$$_2$ peak was regarded as the detrapping process of ions trapped with 0.9[eV] deep originated from impurity-ion remained in the specimen during production process of the material, in the crystalline regions. The origin of ${\beta}$ peak was concluded to be due to the depolarization process of "C=0"dipole with the activation energy of 0.75[eV] in the amorphous regions. The origin of ${\gamma}$ peak was responsible to the process combined with the depolarization of "CH$_3$", chain segment, with the activation energy of carriers from the shallow trap with 0.4[eV], in he amorphous regions.의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.재발이 나타난 3례의 환자

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핀틀 인젝터의 팁 내부 유동 가이드가 연소 성능에 미치는 영향 (Effect of Internal Flow Guide in Pintle Tip on Pintle Injector Thruster Combustion)

  • 이건웅;남정수;칸마니라자;구자예
    • 한국항공우주학회지
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    • 제48권9호
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    • pp.703-709
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    • 2020
  • 핀틀 인젝터는 LMDE의 인젝터로 채용되어 아폴로 계획의 성공적인 수행에 일조하였으며, 최근 SpaceX 사의 Merlin 엔진으로 다시 조명받고 있는 인젝터의 형태이다. 본 연구에서는 액체산소/기체메탄을 이용하는 500N 급 Lab-Scale 핀틀 인젝터 추력기를 제작하여 연소실험을 수행하였다. 그러나 초기 연소실험은 핀틀 팁의 용융과 낮은 연소효율이라는 문제를 노출하였다. 따라서 이를 해결하기 위하여 전산수치해석을 통한 시뮬레이션을 통해 유동 가이드가 추가된 핀틀 팁의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 설계를 채택하였으며, 연소실험을 통해 유동 가이드의 효용성을 확인하였다.

가변노즐의 변위가 제트 엔진의 유동 및 추력특성에 미치는 영향에 관한 수치해석 (A Numerical Study on Effects of Displacement of a Variable Area Nozzle on Flow and Thrust in a Jet Engine)

  • 박준호;손채훈;박동창
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.1-9
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    • 2013
  • 노즐 목 및 출구 면적이 동시에 조절되는 축소-확대 형상의 가변노즐을 수치해석적으로 연구하였다. 최적 팽창 및 후기 연소기 구동시의 최적 노즐 형상 구현을 위해 가변 노즐이 요구된다. 후기연소기 작동유무와 노즐 플랩 위치에 따른 각 조건에 대한 정상상태 계산 및 이동격자 기법을 적용한 과도해석을 수행하였다. 노즐 가변에 의해 내부 유동장의 변화가 유발되었고, 추력이 주기적으로 변화하였다. 탈설계점에서 과대팽창으로 인해 노즐 출구 끝단에서 유동 박리 현상이 발생하였으며, 과소팽창에 의해 충격파가 발생하였다. 이러한 현상은 가변 노즐의 제어를 통해 해결할 수 있다.

전기차용 7kW급 고전압 히터 유로 형상 설계를 위한 열유동 시뮬레이션 (Thermo-Fluid Simulation for Flow Channel Design of 7kW High-Voltage Heater for Electric Vehicles)

  • 손권중
    • 한국융합학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.191-196
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    • 2022
  • 내연기관 자동차 히터는 연소과정 중에 발생하는 엔진 열을 이용하므로 열원이 추가로 필요치 않지만, 배터리로부터 동력원을 얻는 전기자동차용 히터는 별도의 전열 장치가 요구된다. 지금까지 개발된 전기차용 히터 중에서 냉매를 이용하는 고전압 히터는 효율이 높고 작동 온도 범위가 넓은 장점이 있다. 고전압 히터 내부의 냉각수 유로의 형상은 열교환 성능을 크게 좌우하므로 히터 개발 시 유로 설계는 기술적으로 매우 중요하다. 본 논문에서는 대칭형 서펜타인 유로를 갖는 7kW급 고전압 히터의 유로 형상 설계를 위해 고전압 열유동 시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로부터 입출구간 차압과 차온 및 유로에서의 유동 균일도를 계산하여 히터의 성능을 평가하였다. 도출된 대칭형 서펜타인 유로 설계안은 기존 평행 서펜타인 비해 차압은 높지만, 열교환 성능은 비등하며 저온부가 비교적 넓게 존재하여 제어 회로의 설치 공간으로 활용할 수 있다는 장점이 있다.

가스터빈 연소기의 스월컵 형상이 분무특성에 미치는 영향 (Effect of Swirl Cup Geometry on Spray Characteristics in Gas Turbine Engine)

  • 김동준;박종훈;고현석;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.29-36
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    • 2002
  • 두 번째 벤츄리 끝단 각도가 가스터빈 연소기의 유동 및 분무 특성에 미치는 영향을 이해하기 위해 스월 vane 형태의 2중 스월컵을 장착한 산업용 가스터빈 엔진에 대해 두 번째 벤츄리 끝단 각이 수렴형, 직선형, 발산형의 세 경우에 대해 실험을 수행하였다. 두 번째 벤츄리 끝단 각도의 변화가 가스터빈 연소기의 재순환 영역의 위치, 크기 및 형상 등의 유동 특성과 연료 액적 분무 형태를 크게 변화시킴을 확인 할 수 있었다. 발산형 벤츄리에서는 내부 재순환 영역이 점화가 일어나는 지점에서 가까운 곳에서 형성되므로 화염의 안정화에는 탁월할 것으로 판단되지만, 수렴형 벤츄리에서 가장 작고 균일한 크기의 액적들이 측정되었고, 내부 재순환 영역이 연소기 내에 길게 형성된 점으로 고효율, 저공해 연소기로는 수렴형 벤츄리의 경우가 적합하리라 판단된다.

고속 고부하 상태의 DISI 엔진에서 메탄올-가솔린 혼합연료의 연료 혼합비와 2단 분사가 엔진 내부유동 및 연소특성에 미치는 영향 (The Effect of Mixing Rate and Multi Stage Injection on the Internal Flow Field and Combustion Characteristics of DISI Engine Using Methanol-gasoline Blended Fuel at High Speed / High Load Condition)

  • 배진우;서주형;이재성;김호영
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.15-24
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    • 2013
  • Numerical studies were conducted to investigate the internal flow field and combustion characteristics of DISI engine with methanol blended in gasoline. Dual injection was applied and the characteristics were compared to single injection strategy. The amount of the fuel injection was corresponded to air-fuel ratio of each fuel for complete combustion. The preforming model in this study, software STAR-CD was employed for both modeling and solving. The operating speed condition were at 4000 rpm/WOT (Wide open throttle) where the engine was fully warmed. The results of single injection with M28 showed that the uniformity, equivalence ratio, in-cylinder pressure and temperature increased comparing to gasoline (M0). When dual injection was applied, there was no significant change in uniformity and equivalence ratio but the in-cylinder pressure and temperature increased. When M28 fuel and single injection was applied, the CO (Carbon monoxide) and NO (Nitrogen oxides) emission inside the combustion chamber increased approximately 36%, 9% comparing with benchmarking case in cylinder prior to TWC (Three Way Catalytic converter). When dual stage injection was applied, both CO and NO emission amount increased.