• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.12-12
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• 1997

여러 가지 형태의 연소 불안정성 중에서 50-500Hz 사이에서 발생되며 길이방향 모드(longitudinal mode)로 특징이 있는 저주파수 불안정성이 램제트 혹은 재연소기(Afterburner)의 연소 불안정성에서 가장 중요한 것이라고 여겨진다. 본 논문에서는 램제트 흑은 재연소기에서 일어날 수 있는 길이 방향의 연소 불안정성을 Modal 해석법을 사용하여 수학적인 모델로 만들었다. 특히 이 모델의 선형형태는 어떤 형태든지 선형 속도에 민감한 Burning rate 모델을 사용할 수가 있어서 보다 포괄적인 형태로 만들어져 있으며, 이 모델을 이용하여 여러 가지 연소 형상과 불완전 연소 응답 등을 연구할 수 있다. 본 논문에서는 실제 연소 형상과 유사한 삼각형 모양의 연소 형상을 사용하여 기존의 다른 모델들과 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.2
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• pp.12-23
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• 2021

In this study, the combustion instability characteristics of low-swirl injector and high-swirl injector is compared by model gas turbine combustor. To compare of unstable behavior in high-swirl injector and low-swirl injector, we performed lots of measurement of combustion instability, with variable of equivalence ratio, combustor length and injector type. The results shown that longitudinal instability occur dominantly in model gas turbine combustor. In addition, it was found that high-swirl injector has more wide range of unstable regime than low-swirl injector. The blockage ratio what one of a parameter in low-swirl injector has not much effected in aspects of overall combustor behavior. Also, revealed that combustion instability occurred in the same combustor length has same properties, regardless of the injector type.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.2
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• pp.66-78
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• 2021

In this study, the effect of Symmetry Breaking was compared according to the equivalent ratio condition and the number of nozzles where combustion instability occurs in an annular combustor. Generally, due to the relatively short combustor length, a longitudinal instability was less likely to occur in the annular combustor, but the combustion instability sometimes happens when ducts such as transition piece in gas turbine power station are present. In this case, due to the duct, only the longitudinal instability mode is observed. The characteristics of Symmetry Breaking were investigated according to the number of five lean nozzles and the equivalent ratio combination, and as the equivalent ratio decreased, the effect of Symmetry Breaking rapidly occurred, and the instability was dramatically disappeared and the amplitude was greatly reduced. In addition, it was confirmed that as the number of lean nozzles increased, a phenomenon such as a reduction in the equivalent ratio appeared.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.6
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• pp.62-73
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• 2022

This research proposes a method to control combustion instability in a gas turbine combustor having an annular combustor form and compares the effect of flow symmetric braking through nozzle arrangement and the corresponding change in equivalent ratio. To this end, the symmetry breaking effect was confirmed through mode analysis of FFT, Time signal, and phase trajectory. In addition, the unstable area and the stable area were identified through mode analysis, and this was shown on the contour map. The present research shows that instability occurs when the equivalent ratio and the arrangement of the nozzles are symmetry or when the nozzles are continuously arranged, but if the arrangement and equivalent ratio are not symmetry, the combustion instability decreases dramatically even if the difference in the equivalent ratio is small.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.25-25
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• 1999

응답 함수는 추진제의 연소 불안정성을 예측하는데 사용되는 중요한 측정 방법중 하나이다. 복사 열속과 압력은 연소 불안정을 일으키는 주요인으로 알려져 있다. 최근에는 레이저 기술의 발달로 비접촉 방식으로 외부에서 연소장을 교란하여 불안정성을 판단하는 실험 연구가 많이 이뤄지고 있다. 이러한 실험 연구에 대한 해석 및 예측을 위하여 많은 연구자들이 이론 응답 함수를 구하려는 노력들을 하고 있다. De Luca 등이 복사열에 대한 응답 함수를 제안한데 이어 Brewster 등은 QSHOD 가정과 추진제 내부로의 복사열 흡수비를 고려하여 응답 함수를 구하였다 Lee 등은 ZN 방법을 사용하여 Brewster의 응답 함수를 재계산 하였다. 이와 같은 이론 응답 함수들은 연소 불안정성에 대한 유용한 정보들을 제공하였음에도 불구하고, 현상을 너무 단순화하였다는 한계를 가지고 있다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.3
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• pp.101-119
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• 2005

For MEMS applications, the effects of the momentum and heat loss on the stability of laminar premixed flames in a narrow channel are investigated by high-fidelity numerical simulations. A general finding is that momentum loss promotes the Saffman-Taylor (S-T) instability which is additive to the Darrieus-Landau (D-L) instabilities, while the heat loss effects result in an enhancement of the diffusive-thermal (D-T) instability. These effects are also valid in nonlinear behavior of the premixed flame. The simulations of multiple cell interactions are also conducted with heat and momentum loss effects.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.86-90
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• 2012

In this paper, the combustion instabilities which may occur in the hybrid rocket were studied. The rocket combustor where the vortexes can be generated was designed, and the experiments were performed. The investigations about characteristics on the presence of the diaphragm, the length of the fuel, the diameter of the fuel port, the diameter of the diaphragm, the diameter of the nozzle throat, and the variation of the Ox massflow rate were conducted. The main resonant frequency of the combustion pressure is regarded by the Vortex shedding mode, and it is considered that the other resonant frequency of the pressure fluctuation is hybrid low frequency, or helmholtz mode.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2005.11a
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• pp.10.1-10.1
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• 2005

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.30-37
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• 1998

This paper investigates the linear stability of wakes with special emphasis on the effect of chemical reaction. Velocity and density profiles for laminar flows are obtained from analytic profiles as well as from simulation. Wakes have two generalized inflection points and two unstable modes-sinuous and varicose modes. For analytical laminar profiles, sinuous modes are more unstable than varicose modes irrespective of density variation, which shows wakes will be destabilized by sinuous modes. Large velocity difference and density difference lead to more unstable wakes due to large momentum difference. For simulated laminar profiles, chemical reaction with stoichiometric chemistry increases temperature and stabilizes the flow due to increase in compressible reacting wades, flow becomes stable as velocity increases due to viscous dissipation.