• 기계저널
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• 제34권4호
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• pp.225-238
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• 1994

엔진의 연소에 중요한 영향을 미치는 가스 유동장의 해석을 위하여 현재 주로 사용되고있는 광 응용 계측기술에 대하여 소개하였다. 소개한 예에서 알 수 있는 바와 같이 점계측을 기초로 하는 정량계측만으로는 유동장전체를 파악하기엔 부족한 감이 있으며, 정성적일 뿐만 아니라 또한 정량적인 해석까지도 가능하게 하는 가시화수법을 추구하게 되는 일련의 움직임이 보여지고 있다. 여기서 소개한 예 이외에도 엔진 내의 유동장해석에는 많은 다른 방법들이 적용되고 있 으며, 지금 이 순간에도 보다 더 차원성이 높고 시간과 공간분해능이 우수한 새로운 광응용 계 측기술들이 개발 중에 있다고 하겠다. 이와 같은 광응용 계측기술의 진보야말로 차세대 엔진개 발을 위한 중요한 역할을 담당하게 되리라는 확신과 기대를 가져도 좋으리라 여겨진다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.13-13
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• 1998

램가속기의 발진 과정에서 유동장 내에는 수백 기압 이상의 고압 영역이 존재하며 이러한 영역에서는 이상기체 가정이 더 이상 유효하지 않게 된다. 따라서 램가속기 작동조건에 적용 가능한 적절한 형태의 실제 기체 상태 방정식이 요구된다 또한 기존의 온도에 종속적인 Arrhenius 형태의 기초 반응들로 이루어진 축소 화학 반응 모델은 상압 조건하에서 적용 가능하므로 고압 화경에서 적용하기 위해서는 온도뿐 아니라 압력에 종속적인 형태의 반응율 상수가 도입되어야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.507-514
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• 2009

본 연구에서는 재순환 유동 현상을 포함하는 후향 계단에서 난류 유동장에 대한 LES의 예측성능을 검토하였다. LES의 난류모델로서 Localized Dynamic ksgs-equation 모델이 적용되었으며, 계산시간의 절감을 위하여 16개의 프로세서를 이용한 병렬계산이 수행되었다 후향 계단의 층류 유동에 대한 직접수치모사(DNS)의 수행 결과, 본 계산 결과는 기존의 실험 및 수치결과를 매우 잘 예측하였다. 또한 중간 및 높은 Re 수에 해당되는 난류 영역의 LES 결과는 평균 재순환 유동특성을 비교적 잘 예측하였다. 위 결과를 통해 본 연구에서 개발된 LES 프로그램은 향후 실용 연소기에서 연소 불안정성 및 연소 소음 등의 해석에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.720-727
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• 2019

하이브리드 로켓 연소의 저주파수 연소불안정은 고체연료의 열적지연(Thermal Lag)과 경계층 유동 변화에 의한 열전달 진동의 공진에 의해 발생한다. 본 연구는 연료 표면 근처의 경계층 유동의 교란이 어떤 물리적 과정에 의해 발생하여 연소불안정으로 발달하는지를 실험적으로 확인하였다. 특히 산화제의 스월 분사는 연소 안정화에 매우 큰 기여를 하므로 스월 강도를 증가시키며 경계층의 변화와 연소불안정의 발생과정을 연구하였다. 경계층 섭동을 확인하기 위하여 연소 유동장을 가시화하였고 이미지에 대한 POD(Proper Orthogonal Decomposition) 분석을 시도하였다. 스월 강도가 증가할수록 500Hz 대역 고주파수 p', q'의 결합이 약해지며 열적지연과 유사한 주파수 특성을 갖는 Rayleigh Index의 섭동 발생도 약해져 경계층 진동의 발생이 점차 감소하는 것을 관찰하였다. 따라서 고주파수 p', q'의 주기적인 결합에 의한 축 방향 경계층 진동이 나타나면 열적지연 주파수와 공진에 의한 연소불안정이 발생함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.589-595
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• 2020

본 연구에서는 부분예혼합 가스터빈 연소기에 대한 대와류모사(LES)가 이루어졌다. 연료 조성에 따른 연소기 내의 유동특성 연구를 위하여 서로 다른 4개의 수소 조성이 고려되었다. 시뮬레이션 결과의 적절성을 확인하기 위해서 화염 구조 및 속도장에 대한 실험결과와의 비교가 선행되었다. 해석 결과에 따르면 연소기 내의 부분예혼합 화염구조가 수소 조성에 크게 영향을 받음이 나타났다. 연료 내 수소 조성이 증가함에 따라 화염구조는 짧고 굵게 형성이 되었으며, 이에 따라 벽면에 미치는 영향이 감소하였다. 수소 조성에 따른 연소기 벽면의 재순환 영역의 변화가 이어서 조사되었으며 연료 조성의 영향이 논의되었다. 종합해 보았을 때, LES 기법과 연소모델을 사용한 수치해석이 연료 조성에 따른 반응성 유동장을 정확하게 예측할 수 있음이 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권1호
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• pp.97-103
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• 2003

연소기 내부에서 연소효율의 증대목적으로 사용되어지고 있는 후향계단후류의 측면제트 분사가 있는 초음속 난류유동장에 대한 수치적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2차원 Navier_Stokes 방정식과 k-$\varepsilon$ 난류모델식을 고해상도 풍상차분법인 TVD 기법을 사용하여 비정상 유동장에 대한 수치계산을 수행하였다. 유동특성은 제트분사에 의한 마하면이 장애물 역할을 하여 후향계단과 마하면사이에 공동유동(cavity flow)과 비슷한 유동현상이 나타난다. 따라서, 공동 유동에서 발생하는 유동의 진동특성이 나타날 것을 예측할 수 있다. 수치계산 결과에서도 모맨텀플럭스와 분사위치에 따라, 공동유동에서 발생하는 진동특성을 갖는 비정상 유동 특성이 나타나는 것을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권1호
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• pp.95-104
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• 2002

램제트 연소기내의 복잡한 고속 유동의 가시화를 위해 two color PIV 기법을 개발하였다. Two color PIV 기법은 두 레이저 빔 사이의 시간 간격을 ㎲ 단위 이하로 조절할 수 있어 고속 유동에의 적용이 가능할 뿐 아니라, 기록된 필름에서의 색분리를 통하여 방향성의 분제를 해결할 수 있으며, 거의 완벽한 cross-correlation이 가능하여 signal-to-noise ratio가 상당히 증가한다는 장점을 갖게 된다. 본 연구에서는 램제트 엔진에 대한 기초 연구로서 양쪽 대칭의 공기 흡입구를 갖는 2차원 형태의 램제트 엔진 연소기를 제작하였고, two color PIV 기법을 이용하여 실험을 수행하였다. 흡입공기의 연소실내 유입각도와 연소시내 도움 위치에 따른 연소실 형상을 바꾸어가며 재순환 영역과 유입공기의 혼합과 같은 유동 특성을 분석하였다. 유입각도는 전체 유동장 뿐 아니라 재순환 영역의 크기와 재순환 영역내의 공기질량비에 상당한 영향을 끼치나, 도움 높이는 재순환 영역에 큰 영향을 주지 않는다는 것을 알 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.263-266
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• 2012

The characteristics of mild combustion and pollutant emission were investigated computationally with supplied air stream temperature and dilution rate in jet flame. The air was diluted with main combustion products. As dilution rate increased at fixed air temperature, the temperature distribution of burner inside was uniformed and the maximum mole fraction of CO and NO was decreased. In addition, emission indices for NO, CO, and $CO_2$ were compared with air temperature and dilution rate.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.301-304
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• 2015

With the experiment observation of single particle combustion, this model is built for the numerical analysis of the process. It's about the single coal particle combustion process under different conditions with reasonable assumptions. The model can express the mass, radius, density, temperature changing with different particle sizes, oxygen concentration and gas temperature. It also includes the flame sizes change in different condition and the diffusion of each species. The result shows the characters of the combustion.