• 제목/요약/키워드: 열음향진동

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기주의 열음향진동에 관한 연구 (A Study on the Thermoacoustic Oscillation of an Air Column)

  • 권영필;이병호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.253-261
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    • 1987
  • 본 논문에서는 이러한 점들을 보완하여 Fig.1에 도시한 Rijke 관에서 나선형 가열기에 의한 음향력의 발생량을 계산하고 기주진동을 일으키는데 필요한 가열량을 계산하고 기주진동을 일으키는데 필요한 가열량을 구하였다. 이론을 뒷받침하기 위 하여 실험을 하고 결과를 비교 검토하였다.

급격한 온도구배에 의한 열음향 발생에 관한 연구 (A Study on the Thermoacoustic Sound Generation by Steep Temperature Gradient)

  • 박태국
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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    • pp.235-238
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    • 1998
  • 파이프의 양 끝단에 심한 온도구배가 형성될 때 음향이 발생한다는 사실은 이미 알려진 사실이다. 본 연구는 열구동식 열음향냉동기를 구현하기 위해서 1단계로 열원에 의한 음향발생을 달성하고자 했다. 이를 위해 1/4 파장의 열음향 발생장치를 설계 및 제작하여 실험에 사용하였다. 열음향 발생기는 직경 3cm, 길이 16cm의 공명관에 가열부, 박판집적체, 고온부 및 저온부의 열교환기로 구성되며 발생음의 기본주파수는 520Hz로 설계하였다. 고온부를 38$0^{\circ}C$로 가열한 결과 열음향발생기의 개구부로부터 1m 떨어진 곳에서 최초 음압측정값이 약 112dB, 음향출력으로 약 1와트에 해당하는 값을 얻었다. 박판집적체에 급격한 온도구배가 형성되면서 주변의 기체가 자발적인 진동을 하여 형성된 음향동력중 일부는 공명관 벽에 흡수되고 일부는 열교환기에서 점성에 의해 소산된다. 따라서 실제로 음향으로 변하는 부분은 이들을 감한 부분인데 실험결과 약 53%의 음향 생성효율을 달성했으며 이는 스위프트 등이 얻었던 결과보다 우수하다.

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Rijke tube를 이용한 열유동 환경하에서의 음향공 감쇠 특성 연구 (Research on Damping Characteristics of a Helmholtz Resonator using a Rijke Tube)

  • 김근철;전준수;김재호;고영성;김홍집;김영문
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.873-876
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    • 2011
  • 본 연구에서는 열적 구배를 갖는 열음향 진동 환경에 Helmholtz resonator를 적용하여 연소 불안정 연구를 수행하고자 하였다. 열음향 불안정 환경은 DC power supplier를 이용한 전기적 방법으로 정량적인 열량을 공급하고 blower를 이용하여 유량을 제어하는, 특정한 공진 주파수를 갖는 수평형 Rijke tube로 구현하였다. 열음향 불환경 환경 하에서 얻어진 Helmholtz resonator 의 감쇠특성을 상온 실험 자료와 비교/분석하여 열음향 불안정 환경에서의 Helmholtz resonator의 감쇠특성을 확인하기 위한 예비 연구를 수행하였다.

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단면 변화가 있는 기주의 열음향진동에 관한 연구 (A Study on the Thermoacoustic Oscillation of an Air Column with Variable Cross Section Area)

  • 권영필;홍하표
    • 대한설비공학회지:설비저널
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    • 제17권2호
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    • pp.131-139
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    • 1988
  • The thermoacoustic oscillation induced in an air column with variable cross section area is investigated theoretically and experimentally. The onset condition of the oscillation is derived by equating the acoustic power production to the power dissipation. The power production at the heater is predicted by using the efficiency factor obtained by heat transfer analysis for a single wire in a uniform cross flow and considering the interference between heater wires. The power dissipation is estimated by measuring the attenuating coefficient from the pressure decay curve. The theoretical prediction to the onset condition of the oscillation is confirmed experimentally. The effect of the variation of the column cross section area on the onset condition is presented.

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Rijke 튜브의 열음향학적 불안정 현상의 시스템 식별을 위한 실험 및 데이터 분석 (Experiment and data analysis for system identification of thermoacoustic instability in a Rijke tube)

  • 나선화;고상호;구자예
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.809-813
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    • 2010
  • 열음향학적 불안정성의 동역학적 저차 모델링 기법 개발을 위해 전기적으로 가열되는 Rijke 튜브 실험 장치를 구성하고, 불안정성으로 인해 발생되는 튜브 내의 압력 진동을 측정하였다. 측정된 데이터로부터 압력 신호의 주파수 스펙트럼을 분석한 결과 3개의 주요한 진동모드를 관측할 수 있었으며 특히 첫 번째 모드 주파수는 단순한 열음향학적 해석 결과와도 거의 일치하는 것을 확인하였다. 이러한 실험 자료와 데이터 분석을 바탕으로 추후 열음향학적 불안정현상의 저차 모델링을 수행할 예정이다.

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표면 연소기의 연소진동음의 발생조건 (Onset condition of the combustion-driven sound in a surface burner)

  • 권영필;이주원;이동훈
    • 설비공학논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.221-228
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    • 1997
  • A strong combustion-driven sound from a surface burner made of a perforated metal fiber plate for premixed gas was investigated to clarify the physical mechanism of its generation. A simple model was developed for the acoustic power generation in terms of the heat transfer response function and the acoustic impedance of the burner. The acoustic impedance of the perforated metal fiber placed on the open exit was measured and the heat release response of the burner to the oscillating flow associated with the acoustic disturbance was expressed in terms of a response function. It was found that the power is generated by the heat release in response to the downstream particle velocity, in contrast to the upstream velocity in the case of the Rijke oscillation driven by a heater placed in the lower half of a columm with upstream flow. The measured frequencies of the oscillation were in agreement with the estimated resonance frequencies and their excitation was varied with the combustion conditions. For the same fuel rate, the excited frequency increases with the air ratio if it is low but decreases with the ratio if not so low. Such frequency characteristics were explained by assuming a heat release response function with a time constant and it was shown that the excited frequency decreases as the time constant increases.

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음장이 등온원통으로부터의 강제대류 열전달에 미치는 영향 (Effect of Sound Field on the Forced Convection Heat Transfer from an Isothermal Cylinder)

  • 권영필
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.373-380
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    • 1988
  • 본 연구의 목적은 음장의 입자속도가 기류의 평균속도와 비슷한 크기인 경우에 원통으로부터 열전달의 동특성과 한 사이클의 평균값인 평균열전달이 음장에 의하여 어떠한 영향을 받는가를 구하기 위한 것이다.

로켓 연소기의 동압 진폭엔벨롭을 이용한 안정성 해석 (Stability Analysis Using the Amplitude Envelope of Dynamic Pressure in the Rocket Combustor)

  • 이수용
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.42-49
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    • 2021
  • 얼마나 쉽게 연소불안정 해지는지에 대한 척도로서, 작동 안정성 여유를 예측하기 위해 로켓연소기시스템의 열음향 불안정을 검토하였다. 연소기 시스템의 동적거동 특성파악을 위해 연소성능시험 중 측정한 연소기의 동압 데이터를 바탕으로 시간이 지남에 따라 시스템이 안정해지는지를 결정하는 파라미터로서 성장속도 계수를 구하였다. 파라미터 추출은 시계열 압력데이터를 주파수 도메인으로 전환하여 관심모드의 성장속도나 감쇠계수를 도출하는 방법을 우선 검토하였으며, 스토캐스틱 해석의 경우에는 압력진동의 진폭 엔벨롭으로 부터 압력진폭 PDF를 추출했다.