• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제29회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.197-205
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• 2004

Most of gas turbines is operated by the type of dry premixed combustion to reduce NOx emission and economize fuel consumption. However this type operation, combustion induced instability brought failure problems cause by high pressure and heat release fluctuations. Though there has been lots of studies since Lord Rayleigh to understand this instability mechanism and control the instabilities, none of them made matters clear. In order to understand the instability phenomena, a simple experimental study with dump combustor was conducted at the moderate pressure and ambient temperature conditions. From this model gas turbine combustor self-excited instabilities at the resonance mode(200Hz) and bulk mode(10Hz) were occurred and observed at the three points of view; pressure, heat release and equivalence ratio which are acquired by peizo-electric transducer, HICCD camera and acetone LIF respectively. From this results we could see the instability mechanism clear with the account of time scale analysis which explained by the propagation of pressure wave to the upward of mixture stream and convectional transfer of the equivalence ratio fluctuation by this pressure fluctuation.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.181-188
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• 2005

Large eddy simulation(LES) methodology used to model the isothermal swirling flows in a dump combustor and the turbulent premixed flame in a model gas turbine combustor. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. In isothermal flow simulation, the results was compared with that of ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data, in order to verify the capability of LES code. To model the turbulent premixed flame in a gas turbine, the G-equation flamelet model was used. The results showd that LES and RANS well predicted the mean velocity field of a non-swirling flow. However, in swirling flow, LES showed a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, and the central recirculation zone than those of RANS. In a model gas turbine combustor, the operation condition of high pressure and temperature induced the different phenomena, such as flame length and flow-field information, comparing with the condition of ambient pressure and temperature. Finally, it was identified that the flame and heat release oscillations are related to the vortex shedding generated by swirl flow and pressure wave propagation.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.279-282
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• 2006

이산화탄소를 첨가한 저 신장률 메탄-공기 대향류 확산화염에서 화염소화 거동과 에지화염 진동을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 화염소화 조건에서의 임계 몰분율을 속도비와 전체화염 신장률에 따라 분석하였다. 또한 에지화염 진동의 시작조건과 관련된 모드들을 전체화염 신장률에 따라 조사하였다. 화염길이는 측면방향 열손실과 밀접한 연관이 있으며, 측면방향 열손실은 화염소화와 에지화염 진동에 중대한 영향을 미친다. 에지화염의 진동 모드는 성장, 감쇠, 조화 세 가지로 분류된다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.121-131
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• 2013

V-거터형 보염기가 장착된 덕트형 연소기에서 연소 불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측과 PIV 기법을 사용하였다. 연소 불안정이 발생하면 연소기 내부의 압력 구배에 변화가 생기면서 화염의 역화 현상이 일어나고, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 역화의 진행거리와 구조에 따라 불안정 화염을 세 가지 유형으로 분류하였다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 특이한 화염 구조를 관측할 수 있었다. 순압력 구배에서 역화 되었던 화염면은 후류로 밀리고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 와류로 인하여 재안정화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권2호
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• pp.46-53
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• 2010

본 연구에서는 하이브리드 추진 연소에서 산화제의 상(Phase)에 따른 연소특성 변화를 연구하였다. 산화제는 $GN_2O$와 $LN_2O$를 사용하고 고체연료는 HDPE(High Density PolyEthlene)를 적용하여 연소실험을 수행하였고, 상에 따른 고체연료의 후퇴율과 압력선도, 연소효율의 변화 등을 조사하였다. $LN_2O$를 적용할 경우 액체 산화제의 기화에 필요한 잠열이 화염에서 발생되는 연소에너지에 비해 무시할 정도로 작아 $GN_2O$를 산화제로 사용했을 때의 고체연료 후퇴율과는 큰 차이가 없었지만, 추진 성능효율이 낮아짐을 확인하였고, 액체 산화제의 유량이 증가할수록 산화제의 기화에 필요한 열전달 증가로 인 해 연소 불안정성이 커짐을 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.209-214
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• 2003

The Saffman-Taylor instability mechanisms in laminar premixed flames in a Hele-Shaw cell are investigated using two-dimensional numerical simulations with Poiseuille assumption for the viscous effect. The baseline calculations considering the Darrieus-Landau and diffusive-thermal instability modes show the results consistent with the classical linear instability theory. With the Saffrnan-Taylor instability mechanism. the overall effect is to enhance the destabilizing mechanism by providing an increased viscous force in the product gas. The linear instability behavior is found to qualitatively similar to the Darrieus-Landau mechanism. However, the results in the nonlinear range demonstrate that there may exist distinct characteristic time scales associated with Darrieus-Landau and Saffman-Taylor mechanisms, such that the latter effect sustains longer in time, contributing to a higher overall flame speed.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.603-607
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• 2011

V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.94-99
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• 2003

액체로켓엔진의 연소 안정성 평가를 위한 압력 교란 장치인 펄스건은 내재된 화약 폭발시 충격파를 유도관을 통해 엔진 연소기 내부로 전달 발생시키게 된다. 본 연구에서는 펄스건 특성에 영향을 주는 여러 가지 인자 중 화약 충진량에 의한 충격파 특성 파악을 위해 KSR-III 주 엔진과 같은 직경 크기를 갖는 모사 챕버를 이용하였다. 펄스건 출구에서 발생하는 충격파는 축대칭의 균일한 형상의 세기를 지니고 있으며 전체적인 세기 분포는 챔버 내의 압력에 따라 변화함을 확인하였다. 펄스건의 충격파는 상온 상태 조건에서 챔버내의 공명 주파수를 가진하는 것으로 보아 실제 연소장에서도 충분한 압력 교란을 제공할 수 있을 것으로 보인다. 가장 중요한 점은 펄스건에 의해 발생하는 초기 압력 최대 값이 화약 충진량의 크기에 비례하는 경향을 보인다는 것이다.

• 소음진동
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• 제14권4호
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• pp.16-28
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• 2004

항공우주산업은 항공기나 우주비행체를 생산하는 모든 관련 산업으로 정의할 수 있다. 소음진동측면에서 보면 항공기는 운송수단의 하나로 사용되므로 소음 관련 규제 법률에 따라서 관련기술의 발전이 이루어져 왔다고 볼 수 있으나 우주비행체는 운행공간을 고려 할 때 소음진동기술이 작동효율성 (연소불안정성, 공진파괴 등)을 향상시키기 위한 기술로 사용되어 왔고 그 범위도 매우 제한되어 있다. 따라서 소음진동기술은 주로 항공기 분야에서 많은 응용을 구하고 있는 실정이다. (중략)