• 한국분무공학회지
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• 제19권4호
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• pp.211-215
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• 2014

The main purpose of this study is to provide basic information of droplet soot generation of decane fuel. To achieve this, this paper presents the experimental results on the decane droplet combustion conducted under various ambient pressure($P_{amb}$), and oxygen concentration($O_2$) conditions. At the same time, the experimental study was conducted in terms of soot volume fraction($f_v$) and its maximum value. Also, visualization of single fuel droplet was conducted by high resolution CCD camera and ambient pressure($P_{amb}$) and oxygen concentration($O_2$) was changed by control system. It was revealed that higher ambient pressure($P_{amb}$), and oxygen concentration($O_2$) enhanced the soot generation and improved the maximum soot volume fraction( $f_v$).

• 한국대기환경학회지
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• 제19권5호
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• pp.541-549
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• 2003

A basic experimental study was conducted in order to find the optimum combustion control technology to decrease the thermal NO$_{x}$, by applying the catalytic combustion method with natural gas. NO$_{x}$ emission increased with increasing space velocity due to temperature rising in the furnace. In order to overcome the low resistance to high temperature, secondary air was supplied to the CST combustor. The following secondary fuel formed combustible mixture in part, which resulted in steep increase of the exiting temperature of the 2nd catalyst bed. It led to the more generator of NO$_{x}$, 30∼60% of the 1 st catalyst bed. It might be due to the potential increase of thermal NO$_{x}$.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.81-89
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• 2018

본 연구에서는 초음속 유동장 내 연료 분사시 연소기의 공간적인 제한 조건을 고려하여 복수의 분사기간 배치 간격을 변화시키고 그에 따른 유동 구조, 연료의 침투 거리 및 연료-공기의 혼합 특성을 비교 분석하였다. 이를 위하여 널리 알려진 단일 분사구를 이용한 실험 조건을 모사하여 적용된 수치 모델을 검토하였으며, 동일한 분사 조건을 갖는 복수의 분사기를 이용하여 비반응 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 분사구 간 거리에 따라 전압력 손실, 침투 거리, 및 혼합 성능 등을 정량적으로 비교하였다. 해석 결과 분사구 간 배치 거리가 매우 짧은 경우 분사 연료가 서로 융합되면서 유동장이 2차원 특성을 나타내었고 전반적으로 낮은 혼합 효율 특성과 높은 전압력 손실을 발생하였다. 분사구 간 거리가 멀어짐에 따라 분사 가스간의 상호작용이 감소하면서 혼합 효율이 증가하고 전압력 손실이 낮아지는 것이 관찰되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.602-608
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• 2014

저탄소 친환경 대체 에너지의 한 분야인 수소에너지는 화석연료의 개질 및 물의 전기분해 등 다양한 방법을 통해 얻어진다. 수소를 연료로 사용하는 연료전지인 PEMFC용 1kW급 평판형 수소생산시스템을 자체 개발하였다. FEMFC는 CO에 의한 오염에 민감하므로 공급되는 개질가스 중에 CO 농도는 10ppm 이하로 제거되어야 한다. 본 연구에서는 다양한 실험조건에서 $H_2$ 및 CO의 농도를 측정하여 최적의 운전조건을 확립하였다. 결과적으로 A/F ratio ${\alpha}=1.3$, STR temperature 1023K, S/C ratio 3, and $PrOx1{\cdot}2$ 30cc/min에서 최적임을 확인하였다. 또한 PrOx 2단이 CO 농도를 줄이는데 더욱 효과적임을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.953-960
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• 2019

밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점(밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.13-19
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• 2003

As the environmental pollution becomes serious global problem, the regulation of emission exhausted from automobiles is strengthen. Therefore, it is very important to know how to reduce the NOx and PM simultaneously in diesel engines, which has lot of merits such as high thermal efficiency, low fuel consumption and durability. By this reason, the new concept called as Homogeneous Charge Compression Ignition(HCCI) engines are spotlighted because this concept reduced NOx and P.M. simultaneously. However, it is well known that HCCI engines increased HC and CO. Thus, the investigation of combustion characteristics which consists cool and hot flames for HCCI engines were needed to obtain the optimal combustion condition. In this study, combustion characteristics for direct inject type HCCI engine such as quantity of cool flame and hot flame, ignition timing and ignition delay were investigated to clarify the effects of these parameters on performance. The results revealed that diesel combustion showed the two-stage ignition of cool flame and hot flame, the rate of cool flame increase and hot flame decrease with increasing intake air temperature. On the other hand, the gasoline combustion is the single-stage ignition and ignition timing is near the TDC. In addition mixed fuel combustion showed different phenomenon, which depends on the ratio of gasoline component. Ignition timing of mixed fuel is retarded near the TDC and the ignition delay is increased according to ratio of gasoline.

• 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.

• 한국분무공학회지
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• 제20권4호
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• pp.261-267
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• 2015

The main purpose of this study is to provide the information of soot generation of toluene fuel droplet. To achieve this, this paper provides the experimental results on the different initial diameter of toluene droplet combustion characteristics conducted under equivalent ambient pressure ($P_{amb}$) and oxygen concentration ($O_2$) conditions. Visualization of single fuel droplet was performed with high resolution CCD camera and visualization system. At the same time, ambient pressure ($P_{amb}$) and oxygen concentration ($O_2$) were maintained by ambient condition control system. Soot volume fraction ($f_v$) was analyzed and compared on the basis of intensity ratio ($I/I_0$) of background image. The result of soot generation was almost the same regardless of initial droplet diameter since thermophoretic flux is not much changed under the same ambient conditions. Soot standoff ratio (SSR) of 2 mm diameter showed unstable variation characteristics due to the short available measuring time.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.258-264
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• 2009

가스하이드레이트를 이용하여 이산화탄소+수소 혼합가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리, 회수하기 위한 공정개발의 가능성을 살펴보고자 상평형 조건을 측정하였다. 100 nm의 공극 직경을 갖는 실리카겔 공극 내에서 형성되는 가스하이드레이트-물-기체의 삼상평형 하이드레이트 해리조건을 측정하였으며, 274.15 K에서 하이드레이트-기체의 이상조건 상태로 유지한 상태에서 이산화탄소의 농도변화에 따른 기상 및 하이드레이트상의 가스 조성을 분석하였다. 일정한 온도조건에서 기상의 이산화탄소 농도가 증가할수록 평형해리압력은 감소하는 경향을 보였으며, 순수 물에서의 상평형 압력과 비교하면 실리카겔 공극에서의 하이드레이트 상평형은 모세관효과에 의해 생성저해 현상이 발생하였다. 42 mol% 이산화탄소와 58 mol% 수소 혼합가스로부터 얻어지는 가스하이드레이트상의 조성은 이산화탄소 95 mol% 상으로 측정되었는데, 이는 기존의 순수 물을 이용하여 가스하이드레이트를 제조함으로써 이산화탄소를 농축, 분리하는 방법에 비해 매우 향상된 결과를 보여주고 있다. 하이드레이트 슬러리를 제조하여 2단 반응으로 분리하는 기존 방법에 비해 공정을 단순화할 수 있는 이 방법은 고정층 반응기로 쉽게 적용이 가능하므로 유용한 연소 전 이산화탄소 회수방법으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.107-121
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• 2020

전기펌프 사이클을 상단 엔진으로 사용하는 2단형 소형발사체의 성능 해석을 수행하였다. 1단은 한국형발사체 시험발사체를 사용하고 상단은 액체메탄과 케로신(RP-1)을 연료로 사용하는 전기펌프 사이클엔진을 상정하였다. 상단 질량 예측을 위한 모델을 제시하고, 총 역적을 고정한 상태에서 20~40 kN의 추력과 연소압력 3~6 MPa, 노즐 확대비 60~100의 범위에 대하여 해석을 실시하였다. 최대 속도증분을 가지는 혼합비를 제시하고 단 질량 예측을 통해 LEO(Low Earth Orbit)와 SSO(Sun Synchronous Orbit) 궤도투입 성능을 계산하였다. 액체메탄, RP-1 두 경우 모두 추력 20 kN, 연소압력 3 MPa, 확대비 100의 경우에 최대 궤도투입중량의 결과를 보였으며, 이 때의 혼합비는 액체메탄의 경우 3.49, RP-1의 경우 2.75이다. 또한 ASTOS를 이용하여 LEO 임무일 경우의 1단 및 페어링의 낙하점을 분석하였다.