• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.911-915
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• 2006

가스히터의 연소로부터 발생하는 소음 및 진동의 주원인은 연소소음(combustion roar)과 연소진동음(combustion oscillation)이다. 연소음의 특징은 음압이 넓은 주파수대에 걸쳐 비교적 일정하게 분포하고 있다. 본 논문에서 언급하고 있는 가스히터 초기 조건에서 볼 수 있는 상황으로 소음레벨이 낮고 진동 문제도 발생하지 않는다. 반면 연소진동음은 연소실내 기체의 고유진동수에 대하여 버너계가 Positive Feedback을 일으켜 공진할 때 발생되는 소음 및 진동이다. 연소진동의 발생 원인은 앞서 지적한 바와 같이, 연소할 때의 연소 진동수와 연소실의 구조적 고유진동수가 일치하면 큰 진동 및 소음을 발생시킨다. 따라서 소음 및 진동을 해결 할 수 있는 방법은 두 개의 고유진동수가 일치하지 않도록 하는 방법을 강구하여야 한다. 첫 번째 방법으로는 버너에서 연료와 공기량의 비율을 변화 시켜 진동수를 변화 시키거나, 연료와 공기의 통로길이, 연소실내에서의 연료와 공기의 혼합속도를 변화 시키는 방법이 있다. 두 번째 방법으로, 연소실의 고유진동수를 변화 시키는 방법으로 연소실의 길이나 덕트의 길이를 변경시켜 고유진동수의 주파수를 변경시키는 방법이다. 본 논문에서는 연소실의 조건을 변경하여 공명을 회피하는 방법을 채택하였고, 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권1호
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• pp.9-13
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• 2009

가스히터의 가동으로 인하여 발생하는 소음 및 진동의 주 원인은 연소음(combustion roar)과 연소진동음(combustion oscillation)이다. 연소음(combustion roar)의 특징은 음압이 넓은 주파수대에 걸쳐 있고, 크기도 비교적 일정 하다. 반면 연소진동음(combustion oscillation)은 연소실내 기체의 고유진동수에 대하여 버너계가 Positive Feedback을 일으켜 공진할 때 발생되는 소음 및 진동이다. 따라서 소음 및 진동을 해결 할 수 있는 방법은, 공진을 피하는 것이다. 첫 번째, 버너에서 연료와 공기량의 비율을 조절하여 진동수를 변화시키거나, 연소실내에서의 연료와 공기의 혼합속도를 변화시키는 방법이 있다. 두 번째, 연소실의 길이나 이코노마이저(Economizer)의 형상을 바꾸어 고유진동수를 변경시키는 방법이 있다. 본 논문에서는 이코노마이저(Economizer)를 변경하여 공명을 회피하였다.

• 에너지공학
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• 제13권3호
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• pp.205-213
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• 2004

본 연구에서는 고가인 고속도 CCD카메라가 아닌 비교적 간단한 광파이버 시스템을 이용한 자려진동연소 발생에 관한 검출과, 진동연소가 발생하기 전에 이를 미리 예견할 수 있는 통계학적 수법에 관해 조사를 하였다. 먼저 자려진동연소의 발생시에 사용될 수 있는 광파이버의 유용성이 검증되었다. 광파이버에 의해 검출되어진 OH 라디칼 자발광 강도는 고속도 CCD카메라에 의해 얻어진 값과 강한 자려진동연소가 발생할 때에 거의 일치를 하였다. 자려진동연소가 발생하면 시스템과 연소기기에 손상을 가하게 된다. 이러한 피해가 발생하기 전에 자려진동연소의 발생 징후를 미리 포착하려는 시도를 하였다. 이를 위해 압력과 OH라디칼 자발광과 같은 화염에서의 변동성분께 대한 통계학적 처리를 이용하여 자려진동연소의 발생을 예견할 수 있는 독특한 수법에 관해 조사를 하였다.

• 에너지공학
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• 제13권2호
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• pp.144-151
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• 2004

희박 예혼합 연소방식을 채용한 150MW급 대형 저 NOx 가스터빈 연소기에서 발생하는 급격한 연소진동 발생을 저감하였다. 희박 예혼합 연소기에서는 연소튜닝이 적절히 이루어지지 많은 경우에 연소불안정에 기인한 높은 연소진동의 발생과 함께 NOx 배출량이 높아질 가능성이 있다. 대상 가스터빈의 연소 모드 전환 중에 발생하는 연소진동의 주파수와 크기는 각각 80Hz및 4-9psi로 나타났으며, 대기온도가 낮아짐에 따라 연소진동의 크기가 증가하는 경향을 보였다. 연소진동에 영향을 미치는 인자로서 버너노즐로 공급되는 연료유량을 균등화하기 위한 연소튜닝과 연소모드 전환시 연료라인에 연료를 미리 공급(prefilling)하는 것이 화염안정에 매우 큰 효과가 있었다. 그 결과 연소모드 전환 중에 발생하는 연소진동을 2.5psi까지 저감할 수 있었으며, 150 MW기저부하 운전 중에 NOx 발생량을 35-43ppm(15% $O_2$)으로 유지할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.13-15
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• 2014

최근 경제적인 연비와 효율적인 가동성, 배기가스 감소의 이유로 초임계압 보일러가 각광받고 있다. 하지만 보일러 연소로는 용접된 튜브로 구성되어 있기 때문에 연소 시 내부압력에 의해 발생되는 진동에 취약하여 이에 대한 진동안정성 평가가 필요하다. 본 논문에서는 CFD 기법을 기반으로 수행한 변동압력 해석과 단순화한 모델을 이용한 진동해석을 통하여 보일러 운전 시의 진동안정성 평가를 수행하였다. 변동압력해석은 정상상태 CFD 해석을 수행하고, 이를 이용한 음향모드 해석과 비정상상태 CFD 해석에서 변동압력을 추출하고, 음향모드 해석결과와 주파수 성분을 비교하여 검증하였으며 이를 진동해석 모델에 기진력으로 적용하여 보일러 연소로의 진동해석을 수행하였다. 진동해석 모델은 동특성을 고려한 등가물성치를 이용하여 연소로의 복잡한 구조를 단순화하였으며 buckstay 등의 방진구조를 구현하여 보일러의 진동안정성을 평가하는 기법을 정립하였다. 해석결과, 보일러 운전조건에서 비정상상태 CFD 해석을 통해 구한 변동압력과 진동해석을 통해 얻은 가속도 응답은 안정적 수준인 것으로 확인하였다. 이는 향후 유사한 보일러 안정성 평가에 적용이 가능하고, buckstay 등 보일러의 방진 구조 설계 및 평가에도 적용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권5호
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• pp.339-347
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• 2022

하이브리드 로켓의 후연소실(post chamber)은 액화된 연료의 추가적 연소를 유도하여 엔탈피 상승으로 이어지도록 한다. 후연소실이 있는 하이브리드 로켓에 파라핀 왁스를 연료로 사용하는 경우, 연소초기에만 비정상 연소 압력진동이 관찰된다. 본 연구는 비정상 연소 압력진동의 발생과 액적의 추가적 연소 사이의 상관관계를 확인하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 후연소실 연소를 가시화하고 POD 기법을 활용한 이미지 분석을 수행하였다. 또한 모드 재구성을 통해 액적의 거동을 포함하고 있는 모드를 분리하여 비정상적인 연소압력의 진동과 액적의 연소 사이의 상관관계를 조사하였다. 일련의 실험에서는 후연소실로 유입되는 액화 연료량과 액적발생을 조절하여 비정상 연소압력 진동의 변화를 유도하였다. 실험결과에 의하면 파라핀 왁스의 연소 초기에만 관찰되는 비정상 연소압력 진동은 후연소실에서 발생하는 액적의 추가적인 연소가 그 발생원인임을 알 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1990년도 추계학술대회논문집; 한양대학교, 서울; 24 Nov. 1990
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• pp.9-14
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• 1990

맥동 연소기는 기존의 연속 연소식 연소기에 비하여 높은 열효율, 소형화, 연소과정의 개선, 시동후 점화플러그 및 송풍팬의 불필요, 자력 배기와 장시 간 안전 운전등의 장점들로 인하여 최근 연구대상으로서 주목을 받고 있다. 맥동연소 현상은 1800년경부터 알려졌음에도 불구하고 기본적인 연소메카니 즘 및 기본동작 원리에 대한 미비점 및 높은 소음 등으로 인하여 종래의 연 구는 거의 실험을 통하여 이루어 졌으며 이러한 것들이 현재까지도 맥동 연 소기의 발전에 걸림돌이 되고 있다. 맥동 연소기가 산업용 및 가정용 열기기 로서 사용되기 위하여 진동과 소음의 감소에 대한 엄격한 요구를 만족하지 않으면 안된다. 따라서, 그에 대한 효과적인 방지 설계를 하기 위하여 진동 원과 소음원이 어느 부위에서 전달되어 오는지를 파악하는 것이 중요하다.. 본 연구에서는 맥동연소기의 소음원을 규명하기 위하여 종래에 사용되어 온 주파수 응답함수법과 소음원간에 강한 상관관계가 존재하는 경우에 사용되 는 기여도함수법을 이용하여 다차원 스펙트럼해석법에 의하여 입출력간의 기여관계를 규명하였다.

• 기계저널
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• 제25권5호
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• pp.406-412
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• 1985

연소 동안에 크랭크 축은 오일 필름을 통하여 연소압력이 실린더 블록으로 전달된다. 점화 전에 관성력에 의한 크랭크 축의 굽힘 변형은 크랭크 축으로부터 메인 베어링까지의 연소하중 전달에 큰 영향을 미친다. 메인 베어링에 베어링 보를 부착시키거나 크랭크 축의 굽힘 강성을 변화시켜 실린더 블록의 스커어트 진동을 감소시키는 효과를 얻었다. 크랭크 축의 비틂 진 동을 일으키는 회전력과 관성력 변동의 합력은 크랭크 저어널의 횡진동을 일으킨다. 크랭크 축의 횡 강제진동은 베어링 1에서 최대값이기 때문에 실린더 블록의 굽힘, 비듦 진동에 대하여 기진력이 된다. 실린더 블록의 진동 진폭은 관성력 변동의 주파수가 실린더 블록의 공진진 동수에 가까워지는 정도와 크랭크 축 비듦 진동의 진폭에 의존한다. 크랭크 풀리의 극관성 모우멘트와 크랭크 축 비듦 진동을 감소시키는데 효과를 준다.

• 항공우주기술
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• 제8권2호
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• pp.98-104
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• 2009

소형 위성 발사체 KSLV-I은 2단의 추진기관으로 고체 킥 모터(Kick Motor)를 사용한다. 킥 모터의 연소 중에는 진동 및 충격이 발생하게 된다. 킥 모터는 2단 전자 탑재물 베이의 하단에 연결되어 있고 연소 중 발생하는 진동 및 충격이 킥 모터의 동체를 통해 전자탑재 베이로 전달 될 수 있다. 전자 탑재물로 전달되는 진동 및 충격의 크기가 큰 경우 전자탑재물의 오작동을 유발할 수 있다. 따라서 킥 모터의 연소 중 발생하는 진동, 충격의 사전검증이 필요하다. 본 연구는 킥모터의 지상 연소 시험을 통해 연소 중 발생하는 진동을 계측하고 이를 바탕으로 랜덤 진동 및 충격 응답 스펙트럼을 분석하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.109.1-109.1
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• 2005