• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.7-15
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• 2018

구획실 내 프로판 가스화재에 대해 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용한 수치계산을 수행하고 실험과의 비교를 통해 적용된 연소모델 예측성능을 평가하였다. 검토된 연소모델은 FDS v5.5.3의 혼합분율 연소모델과 FDS v6.6.3의 Eddy Dissipation Concept (EDC) 모델이며, EDC 모델에서 화학반응기구는 1-step Mixing Controlled, 2-step Mixing Controlled, 3-step Mixing Controlled 및 Mixing Controlled 반응과 유한화학반응이 혼합된 3-step Mixed 반응을 적용하였다. 구획실 내부의 온도에 대해서는 각 연소모델들 간의 예측성능 차이는 그다지 크지 않음을 확인하였다. 연소모델 차이에 의한 $O_2$와 $CO_2$ 농도에 대한 예측성능 차이보다는 CO에 대한 예측결과 차이가 크게 나타났다. CO 농도에 대해서는 EDC 3-step Mixing Controlled 모델이 가장 높게 예측하며 혼합분율 연소모델은 실험보다는 낮게 예측하였다. EDC 3-step Mixed 모델이 가장 예측성능이 좋았지만 EDC 2-step Mixing Controlled 모델도 충분히 합리적인 수준으로 예측하고 있음을 확인하였다. EDC 1-step Mixing Controlled 모델에 기존에 제안된 CO 수율을 적용할 경우 CO 농도에 대해서 너무 과소 예측하며 CO 예측 정확도를 높이기 위해 수율을 높이면 $CO_2$ 농도에 대한 합리적인 예측이 어려워지는 문제점이 있었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.1704-1709
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• 2004

New reduced chemical kinetic mechanism for prediction of autoignition process of HSDI diesel engine was investigated. For precise prediction of the ignition characteristics of diesel fuel, mechanism coefficients were fitted by the experimental results of ignition delay of diesel spray in a constant volume vessel. Ignition delay of diesel engine on various operation condition was calculated based on the new reduced chemical mechanism. The calculation results agreed well with experimental data.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.906-912
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• 2000

In this study, for the use of LFG, the burning velocities of LFG and LFG mixed fuels have been numerically analyzed. C3 reaction mechanism which consists of 92 species and 621 reaction was adopted in the calculation. The results show that the burning velocities of LFG and LFG mixed fuels are obtained as a function of $CH_4$ and LFG percentage at stoichiometric conditions. In addition, the correlations of burning velocities LFG and LFG mixed fuels were obtained over a wide range of the equivalence ratio. The comparison of burning velocity correlated from numerically calculated results with experimental ones shows good agreements. From these results, the suggested burning velocity correlations far LFG and LFG mixed fuels in this study can be applied to the practical utilization of LFG.

• 한국연소학회지
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• 제16권2호
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• pp.16-22
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• 2011

It is a challenging task to apply large detailed chemical mechanisms of fuel oxidation in simulation of complex combustion phenomena. There exist a few systematic methodologies to reduce detailed chemical mechanisms to smaller sizes involving less computational load. This research work concerns generation of a skeletal chemical mechanism by a directed relation graph with specified accuracy requirement. Two sequential stages for mechanism reduction are followed in a perfectly stirred reactor(PSR) for high temperature chemistry and to consider the autoignition delay time for low and high temperature chemistry. Reduction was performed for the detailed chemical mechanism of n-heptane consisting of 561 species and 2539 elementary reaction steps. Validation results show acceptable agreement for the autoignition delay time and the PSR calculation in wide parametric ranges of pressure, temperature and equivalence ratio.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1303-1310
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• 2001

In order to be applicable to the combustion modelling of stratified charged combustion like that of - lean burn and GDI engine, the correlations of laminar burring velocities fur several hydrocarbon fuels and methanol are needed over a wide range of equivalence ratio, pressure and temperature. In this study, these correlations are modeled in the 1311owing form based on the experimental and Muller\`s modeling results for several fuels, where $\alpha$, ξ, and ξ are functions of pressure and temperature, $S_{L}$ =$\alpha$ exp[-ξ($\Phi$-$\Phi$$_{m}$)$^{2}$ -exp {-ζ($\Phi$-$\Phi$$_{m}$)}-ζ($\Phi$-$\Phi$$_{m}$)]. By using the results calculated by PREMIX code with Sloane\`s detailed chemical reaction mechanism for propane, it is verified that the coefficients of the abode modeling can be determined by considering laminar burning velocity data only in a range of equivalence ratio less than $\Phi$$_{m}$. Therefore, Muller\`s modeling results can be adopted leer modeling of the pressure and temperature dependency. Compared with the results of the existing Keck'and Gulder's models, those of the present one showed the good agreement of the recent experimental data, especially in the range of lean and rich sides.s.des.s.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.23-29
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• 2019

리튬이온 배터리와 같은 충전식 배터리는 에너지의 저장장치로서 최근의 에너지 이용의 변화에 따라 크게 주목받고 있을 뿐 아니라 실제로 다양한 소형 전기기기 및 전기 자동차의 전기에너지 저장시스템으로 폭넓게 적용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 화재나 폭발 등의 위험성이 항상 존재하여 사용의 폭을 제한시키고 있다. 배터리화재가 일반적인 화재와의 다른 특성은 여러 가지가 있지만 그 중에 가연물질이 전해질에서 이온화 되어있다는 특성이다. 본 연구에서는 배터리 화재를 이해하기 위해서 양이온과 전자 등으로 이온화된 메탄 제트화염에서의 연소특성을 실험적으로 관찰하였다. 화염 형상 및 화염안전성은 현재의 실험조건에서는 연료 이온화 효과가 없었고, 제트화염 후류에서 측정한 CO와 NOx의 농도가 이온화연료에서 모두 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이온화 메탄 연소특성의 파라미터 연구를 위하여 수치해석의 반응기구를 수소첨가의 형태로 단순화하여 이온화연료의 연소특성을 모사할 수 있는지에 대한 모델링 검토를 수행하였다. 연료 이온화의 영향으로 수소의 농도는 증가시키되 반응 후 온도는 일정함을 가정하여 모델링하면 실험결과와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권2호
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• pp.207-214
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• 2004

The burning velocities of conventional and oxygen-enriched methane flame in various equivalence ratio were determined by experiments. The validity of existing reaction mechanisms was examined in oxygen-enriched flame on the basis of the experiment results. Modified reaction mechanism is suggested, which was able to predict burning velocity of oxygen enriched flame as well as methane-air flame. Complementary study on reaction mechanisms shows the following results : Present experiment data were found to be more reliable in comparison with existing ones in a oxygen-enrichment condition. It was found that some modification in existing reaction mechanisms is necessary, since discrepancy between measurements and predictions is increasing with oxygen enrichment ratio. The sensitivity analysis was performed to discriminate the dominantly affecting reactions on the burning velocity in various oxygen enrichment and equivalence ratio. A modified GRI 3.0 reaction mechanism based on our experiment results was suggested, in which reaction rate coefficients of (R38) H+O$_2$<=>O+OH in GRI 3.0 reaction mechanisms were corrected based on sensitivity analysis results. This mechanism showed a good agreement in predicting the burning velocity and number density of NO in oxygen-enriched flame and would provide proper reaction information of oxygen-enriched flame at this stage.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.704-709
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• 2000

Laminar burning velocities of propane- and iso-octane-air mixtures have been numerically modelled over a wide range of equivalence ratio, pressure and temperature. These correlations are applicable to the modelling of stratified charged combustion like that of lean bum and GDI engine combustion. The numerical models are based on the results calculated by PREMIX code with Sloane's detailed chemical reaction mechanism for propane and FlameMaster code with Peters' for iso-octane. Laminar burning velocity for two fuels showed a pressure and temperature dependence in the following form, in the range of $0.1{\sim}4MPa$, and $300{\sim}1000K$, respectively. $S_L={\alpha}\;{\exp}[-\xi({\phi}-{\phi}_m)^2-{\exp}\{-{\xi}({\phi}-{\phi}_m)\}-{\xi}({\phi}-{\phi}_m)]$ where ${\phi}_m=1.07$, and both of ${\alpha}$ and ${\xi}$ are functions of pressure and temperature. Compared with the results of the existing models, those of the present one showed the good agreement of the recent experiment data, especially in the range of lean and rich sides. Judging from the calculated results of the stratified charged combustion by using STAR-CD, the above modelling prove to be more suitable than the other ones.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.66-71
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• 2010

본 연구는 컴팩트 연소실내 CO 튜브 삽입에 따른 NOx 및 CO 배출 특성에 관한 연구로써, CO 튜브 삽입에 따른 연소기와 CO튜브 사이의 거리와, CO튜브와 주열교환기 사이의 거리에 따른 배출 특성을 검토하였다. 본 연구를 위해 상용프로그램인 Fluent와 GRI 2.11 상세 반응 기구를 이용하여 수치해석과 실용 연소기를 모사한 단순 모델 열교환기의 실험을 통해 CO튜브 삽입에 관한 NOx 및 CO 배출특성을 검토하였다. 그 결과 연소기와 주열교환기 사이에 CO 튜브를 삽입하여 CO 튜브가 연소기에 근접하고 CO 튜브와 주열교환기 사이를 넓어짐으로써 NOx 및 CO 저감에 효과가 있음을 확인할 수 있었으며, 이로 인해 CO 튜브 삽입에 따른 NOx 및 CO를 동시 저감법을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.234-238
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• 2008

수소의 연소과정 중 하나인 자연발화에 대해 HFP를 첨가하였을 때 발화 지연을 수치해석을 통하여 조사하였다. 단열 밀폐시스템에서 대기압 하에서의 비정상 상태를 가정하였으며, 수소/공기/헵타플루오르헵탄(HFP)의 반응기구는 93개의 화학종과 817개의 화학반응식을 고려하였다. 먼저 이론당량비의 순수한 수소/공기 혼합기 계산결과로부터 연료와 산화제만 존재하는 혼합기에서는 자연발화시간을 결정하는 판별방법의 선택은 그리 중요하지 않고, 대부분의 판별방법이 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 수소/공기의 자연발화시간은 기존문헌의 실험결과와 잘 일치함을 알 수 있어 사용된 수소반응기구를 검증할 수 있었다. HFP를 수소/공기 혼합기에 섞었을 경우에는 각 순간적 화학적 반응에 의해 OH농도의 변곡점이 다양한 시각에 나타나므로 온도의 변곡점으로 발화시간을 판단하는 것이 보다 타당하다는 결과를 얻었다. 그리고 HFP의 농도가 10% 이상인 경우 큰 발화지연효과를 볼 수 있는데, 이 때, HFP 농도가 증가할수록 희석효과에 비해 화학적 효과가 발화시간 지연에 보다 크게 기여함을 알 수 있다.