• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.6
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• pp.696-701
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• 2018

The nitrogen oxides generated during combustion reactions have a great influence on the generation of acid rain and fine dust. As an NOx reduction method, exhaust gas recirculation combustion using Coanda nozzles capable of recirculating a large amount of exhaust gas with a small amount of air has recently been utilized. In this study, for the burner outlet with dual end opening, the use of a recirculation burner was investigated for the distribution of the pressure, streamline, temperature, combustion reaction rate and nitrogen oxides using computational fluid analysis. The gas mixed with the combustion air and the recirculated exhaust gas flow in the tangential direction of the circular cylinder burner, so that there is a region with low pressure in the vicinity of the fuel nozzle exit. As a result, a reverse flow is formed in the central portion of the burner near the center of the circular cylinder burner and the exhaust gas is discharged to the outside region of the circular cylinder burner. The combustion reaction occurs on the right side of the burner and the temperature and NOx distribution are relatively higher than those on the left side of the burner. It was found that the average NOx production decreased from an air flow ratio of 1.0 to 1.5. When the air flow ratio is 1.8, the NOx production increases abruptly. It is considered that the NOx production reaction increases exponentially with temperature when the air ratio is more than 1.5 and the NOx production reaction rate increases rapidly on the right-hand side of the burner.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.04a
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• pp.203-207
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• 2007

In this study, the combustion characteristics of HTPB was studied in hybrid propulsion system. In this experiments HTPB was used as fuel, GOX was used as oxidizer. The mass flow rate of GOX was controlled by the several chocked orifices that have different diameter, and the oxidizer supply range was $13.8{\sim}42.7g/sec$. The experimental result of HTPB was compared with the other studies of HTPB, and the combustion performance of HTPB was analyzed with that of PE. As a result, the homing rate and efficiency of HTPB as fuel were better than that of PE in the same hybrid motor.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.393-397
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• 2006

In this study, combustion characteristics of solid propellants using sorbitol and potassium nitrate were found out. Burning rate was calculated with several combustion experiments, also specific impulse and characteristic exhaust velocity were compared with theoretical value. Thrust measured with thrust measurement system using plate spring. Mixture ratio of propellants was varied in experiments, also combustion characteristics of solid propellants which consulted experimental results was used micro solid rocket design having 1mm nozzle throat.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.10-10
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• 2000

램제트 엔진은 비추력이 높고 추력 레벨은 낮으므로, 2단 추진기관에 적합한 추진 시스템이다. 1단-추진기관의 작동이 끝나고, 2단 램제트 엔진이 점화 후 안정된 연소에 도달되기까지 비행체의 속도는 항력에 의하여, 초당 약 마하수 0.1 정도씩 감소된다. 1단 연소 후 2단 램제트로 전환되는 지연시간이 길수록 1단에서 요구되는 종말 가속도는 증가되므로, 1단이 차지하게되는 부피는 증가되고 비행체의 크기 또한 늘어나게 된다. 따라서 1단에서 2단 램제트로 천이되는데 소요되는 시간을 가능한 짧게 하는 것이 효과적이다. 그러나 램제트 엔진의 특성상 선결되어야할 다음과 같은 여러 문제들이 있다. 첫째, 1단 작동 시 공기 흡입구와 연소실은 차단벽으로 분리되어 있다가, 1단 연소후 차단막이 제거되어 외부공기가 램제트 연소실로 흡입된다. 흡입되는 공기는 흡입구의 형상에 의하여 램 압축되지만 초음속으로 연소실을 통과하게된다. 연료 주입 구에서 공급되는 연료는 연소실에서 유동의 흐름방향(streamline)에 따라서 연소실로 확산되는데, 연소되기 전에는 유속이 빠르게 노즐로 빠져 나가므로 램제트 연료가 재순환 구역(recirculation zone)으로 침투하는데 쉽지가 않다. 둘째, 연소실 입구에서 발생되는 와류 (ring vortex)는 1단 연료의 고온 연소 가스를 연소실로 확산시키는데, 비 균일한 온도 분포를 유발하여 램제트 연료의 점화에너지가 공급되는 시간이 적당하지 않을 경우 균일한 화염 전파에 악영향을 준다. 셋째, 연소실에서의 빠른 유동 조건은 연료가 연소실에 머무를 수 있는 시간을 감소시키며, 연소실 입구에서 강한 전단 응력이 발생되어 화염이 안정화되는데 악 영향을 미치게된다. 본 논문은 공기 흡입구, 연소실 및 노즐을 통합하여 수치해석을 하였으며 열유동/점화/연소등의 미케니즘을 이해하고, 주요 인자들 중 와류의 영향에 초점을 맞추었다.다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14) 식도경 시행회수는 1회가 17례(54.8%), 2회가 9례(29.0%), 3회 이상이 5례(16.1%)였다.EX>$IC_{50}$/ 값이 210 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$로서 효과적

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.12
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• pp.608-613
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• 2019

NOx (Nitrogen oxide) in the exhaust gas from vehicle engines is considered one of the most harmful substances in air pollution problems. NOx is made when combustion occurs under high temperature conditions and EGR (exhaust gas recirculation) is normally used to lower the combustion temperature. As the EGR ratio increases, the NOx level becomes low, but a high EGR ratio makes the combustion unstable and causes further air pollution problems, such as CO and unburned hydrocarbon level increase. This study showed that fuel droplets could move more freely by the radiation of sonic wave for the stable combustion. In addition, the engine performance improved with increasing EGR ratio. As a basic study, the effect of sonic wave radiation on the velocity of fuel droplets was studied using CFD software. The results showed that the velocity of small droplets increased more under high frequency sonic wave conditions and the velocity of the large droplets increased at low frequency sonic wave conditions. In addition, an engine analysis model was used to study the effects of the increased combustion stability. These results showed that a 15% increase in EGR ratio in combustion resulted in a 45% decrease in NOx and a 10% increase in thermal efficiency.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.3-57
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• 2005

왕복동 내연기관에서의 연소 및 배기가스 생성은 복잡한 3차원 영역 내에서 난류 유동, 분무, 화학반응, 열전달, 경계층 현상이 상호 연계되어 있는 매우 복합적인 과정이다. 특히 난류 연소 현상은 기관의 효율을 결정하는 연소 속도와 pollutant의 배출 농도를 결정하는 핵심 요소로서 관련 모델과 수치 해법에 대해 학술적, 공학적 측면에서 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 이를 위해 수행되는 다양한 실험 측정과 수치 해법을 통해 얻어지는 3차원 과도 상태의 방대한 스칼라량과 벡터량에 대한 정보를 효율적으로 처리하기 위해서는 적절한 가시화 과정이 필수적이다. 여기서는 최근 다양한 엔진 타입들에 대한 응용 사례와 함께 난류 연소 모델링을 위한 새로운 접근법으로서 조건평균법(conditional averaging)에 대해 간략히 소개하고자 한다. 난류예혼합연소에서의 난류화염속도에 대한 DNS와 영역조건평균에 기초한 예측식의 검증, 천연가스 jet의 자발화 지연기간, n-heptane jet의 자발화 진행 과정, HSDI 엔진, HCCI 엔진, CNG 엔진, LPG 분무 및 엔진, GDI 엔진 등에 대한 연구 결과들은 정보 가시화의 한 사례가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.5-5
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• 2000

액체 추진 로켓 엔진의 고주파 연소 불안정 관련 이론은 대체로 연소기 내부의 음향 공명 모드와 분무 연소 과정의 상호 작용을 구동 메커니즘으로 전제하며 Rayleigh Criterion의 재해석에 기초하여 불안정성 평가를 위한 매개변수를 도입하고 연소 불안정성을 예측한다. 여기에는 음향장 분석 이론, 음향 불안정 이론, 연소응답 및 기화반응 이론 등이 포함된다. 본 연구에서는 LOX/RPl 추진제 조합의 액체 추진 로켓 엔진 연소기를 대상으로 다차원 순수 음향장 해석과 연소-음향장 분석을 통해 대상 엔진의 고주파 연소 불안정 특성을 예측하였다. 수동 제어 기기인 음향공 설치에 따른 연소기의 음향장 및 연소-음향장의 특성 변화를 고찰하고 위 결과를 종합하여 음향공의 연소 불안정 억제 성능 및 대상 엔진의 연소 불안정성을 평가하였다. 연소기 형상 및 음향공 설치에 따른 다차원 순수 음향장 해석은 상용코드인 ANSYS를 사용하여 수행하였다. 내부 유체는 압축성, 비점성 유체로 유체의 평균 유동은 무시하며 위치에 관계없이 균일한 물성치를 부여하였다. 정상상태 연소과정을 가정하고 평형 화학을 이용한 분석 결과로부터 연소 기체의 관련 물성치를 결정하였다. 연소기 길이 방향, 반경 방향, 원주 방향 격자점들의 음향 특성을 주파수 영역에 대해 해석하고 3차원 음향 모드 형상을 토대로 음향장을 분석하였다. 연소-음향장 해석은 음향 불안정 이론 중 n- $\tau$ 2 매개변수 기법을 사용하였다. 연료 액적의 분무 연소 과정을 1차원적으로 가정하고 정상상태의 평형 화학 계산 결과를 이용하여 엔진의 연소면을 1차원적으로 설정하였다. 상류 연소응답과 중립 안정 곡선을 토대로 대상 엔진의 연소 불안정 특성을 분석하였다.구 분석 결과 기술적 문제점으로는 배기 가스온도가 낮은데 따른 출구 부분의 Bearing, Sealing이 문제가 될 수 있다고 판단되며 배기 가스 자체에 대기 공기중에 함유되어 있던 습기가 얼어붙는(Icing화) 문제가 발생하기 때문에 배기가스의 Icing을 방지하기 위하여 압축기 끝단에서 공기를 추출하여 배기부분에 송출할 필요성이 있는 것으로 판단되었다. 출구가스의 기체 유동속도가 매우 빠르므로 (100-l10m.sec) 이를 완화하기 위한 디퓨저의 설계가 요구된다고 판단된다. 또 연소기 후방에 물을 주입하는 경우 열교환기 및 기타 부분품에 발생할 수 있는 부식 및 열교환 효율 저하도 간과할 수 없는 문제로 파악되었다. 이러한 기술적 문제가 적절히 해결되는 경우 비활성 가스 제너레이터는 민수용으로는 대형 빌딩, 산림, 유조선 등의 화재에 매우 적절히 사용되어 질 수 있을 뿐 아니라 군사적으로도 군사작전 중 및 공군 기지의 화재 그리고 지하벙커에 설치되어 있는 고급 첨단 군사 장비 등의 화재 뿐 아니라 대간첩작전 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.가 작으며, 본 연소관에 충전된 RDX/AP계 추진제의 경우 추진제의 습기투과에 의한 추진제 물성 변화는 미미한 것으로 나타났다.의 향상으로, 음성개선에 효과적이라고 사료되었으며, 이 방법이 편측 성대마비 환자의 효과적인 음성개선의 치료방법의 하나로 응용될 수 있으리라 생각된다..7%), 혈액투석, 식도부분절제술 및 위루술·위회장문합술을 시행한 경우가 각 1례(2.9%)씩이었다. 13) 심각한 합병증은 9례(26.5%)에서 보였는데 그중 식도협착증이 6례(17.6%), 급성신부전증 1례(2.9%), 종격동기흉과 폐염이 병발한 경우와 폐염이 각 1례(2.9%)였다. 14)

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.20 no.6
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• pp.23-30
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• 2016

The conventional natural gas engine realized lean combustion for the improved efficiency. However, in order to cope with exhaust gas regulations enforced gradually, the interest has shifted at the stoichiometric mixture combustion system. The stoichiometric mixture combustion method has the advantage of a three-way catalyst utilization whose purification efficiency is high, but the problem of thermal durability and the fuel economy remains as a challenge. Hydrogen-natural gas blend fuel (HCNG) can increase the rate of exhaust gas recirculation (EGR) because the hydrogen increases burning speed and lean flammability limit. The increase in the EGR rate can have a positive impact on heat resistance of the engine due to the decreased combustion temperature, and further can increase the compression ratio for efficient combustion. In this study, to minimize the exhaust emission developed HCNG engine with stoichiometric combustion method, developed three-way catalyst was applied to evaluate the conversion characteristics. The tests were carried out during the steady state and transient operating conditions, and the results were compared for both the conventional and proto-three-way catalyst of HCNG engine for city buses.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2006.05a
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• pp.164-169
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• 2006

본 연구는 가정용 가스 보일러의 배기가스 유동특성을 전산유체역학을 이용하여 정밀 분석하고 CO 검지 장치의 최적화 설계를 결정하는 것을 목적으로, CFD 상용코드 FLUENT 6.2를 이용하였다. 배기가스 포집위치에서 가스 유속의 균일성과 CO농도 검출기에서의 속도가 주요 성능 인자이며 포집기의 위치, 포집구멍의 크기 및 배기가스의 유량을 주요 변수로 선택하였다. 포집기의 위치는 배기부의 상부와 하부인 두가지의 경우이고 두 경우의 배관 높이 차이는 10 mm이다. 포집구멍의 직경 변화는 3 mm, 4 mm 및 5 mm인 세가지 경우이다. 마지막 변수인 배기가스의 유입속도는 20,000 kcal/hr용량의 k사 가스 보일러가 공기비 1.1일 경우에 정상 연소시 0.5 m/s임을 알았고 저부하와 고부하일 경우를 고려해서 0.3 m/s, 0.5 m/s 및 0.7 m/s의 세가지 경우를 변수로 결정하여 총 18가지 형태의 대상을 전산유체 역학을 통해서 분석하였다. 궁극적인 목표였던 배기가스의 균일성은 한가지 경우를 제외 하고는 만족할만한 결과를 얻었기 때문에 CO검지 장치가 위치할 곳에서의 속도 및 포집구멍의 크기가 CO농도 검출기 유속의 주요 인자라 할 수 있다. 결론적으로 포집구멍의 크기가 5 mm인 6가지 경우 중에서 두가지 경우는 검지장치의 유효속도를 초과하였고 포집구멍의 크기가 3 mm인 경우는 검지장치의 유입 속도가 상대적으로 작으므로 포집구멍의 크기는 4 mm가 적합한 것으로 판단하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.5
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• pp.2573-2578
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• 2014

An experimental study was performed to investigate the characteristics of combustion pressure and exhaust emissions when the pilot injection timing and EGR rate were changed in a CRDI 4-cylinder diesel engine using bio-diesel blended fuel. The pilot injection timing and EGR rate have a significant impact on the combustion and emission characteristics of diesel engine. In this study, the pilot injection timing and EGR rate variation were conducted to 2000rpm of engine speed with fuel of bio-diesel blended rate 20%. In these experimental results, IMEP was shown maximum pressure at pilot injection timing BTDC$10^{\circ}$ combustion pressure and heat release rate were decreased in proportion to increase of EGR rate under the same pilot injection timing conditions. The NOx emission was decreased with increasing the EGR rate without influence on pilot injection timing. However, soot emission was reduced to a minimum at pilot injection timing BTDC$20^{\circ}$.