• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.18 no.1
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• pp.1-6
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• 2013

Authors' previous works on thermoacoustic(TA) model development showed good results in predicting combustion instability characteristics in a gas turbine combustor. However, they also suggested there were some limitations in growth rate estimation, which might be related with over-simplification of flame structure. As a first trial for improving the model accuracy, the current paper introduces the modified TA model considering the actual flame location in the combustor. The combustor is divided into the unburned and the burned area before and after the flame location, and then acoustic equations are re-organized. The modified TA model results show a better accuracy in predicting the growth rate of instabilities comparing with the previous results. However, obtained results still overestimate the conditions where the combustor goes unstable. Further researches considering heat release distribution through flames are required.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1584-1585
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• 2011

분자의 전리(ionization)작용과 이온의 해리(dissociation)작용에 의한 유전체 내 방전해석을 위해서 전자, 양이온, 음이온의 생성과 소멸, 전자부착, 재결합 과정을 포함한 전하연속방정식, 전계에 의한 푸아송 방정식, 유전체 온도에 관한 열확산 방정식을 결합하여 해석하였다. 전계 방출 조건과 열전자 방출 조건이 경계조건으로 부여되었고 에너지 최소화 정류조건을 따르는 유한요소법(finite element method)을 이용하여 해석하였다. 비교적 작은 값을 가지는 확산성을 무시하고 대류성에 역점을 두어 발생하는 수치적 불안정은 인공확산항(artificial diffusion technique)을 도입하여 안정화하였다. 본 논문에서는 IEC standard 60897의 표준규격에 따른 2차원 축대칭 침-구 전극에 적용하여 제안된 다중물리해석기법의 타당성을 입증하였다.

• Journal of the Korean Society of Combustion
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• v.17 no.2
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• pp.17-23
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• 2012

In this study, thermoacoustic analysis model was developed in order to predict both eigenfrequencies and initial growth rate of combustion instabilities for lean premixed gas turbine combustors. As a first step, a model combustor and nozzle were selected and analytical linear equations for thermoacoustic waves were derived for a given combustion system. Then, methods showing how the equations can be used for analysis of the combustion instability were suggested. It was found that the prediction results showed a good agreement with the measurements. However, there were some limitation in growth rate predictions, which were related with over-simplification of flame structure, acoustic boundary conditions, and temperature distribution in the combustor.

• 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 KSME
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• v.31 no.9
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• pp.800-811
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• 1991

'70년대에 석유파동을 겪으면서 국내에서는 태양에너지 이용기술 개발의 필요성을 인식하여 비 상한 관심을 갖고 태양에너지 연구소를 설립하는 등 대체에너지원 개발에 박차를 가해왔다. 그 러나 '80년대 중반 이후 유가의 지속적인 안정으로 기술개발 투자가 점차 둔화되고 있는 실정 이다. '90 년대 중반에 예상되는 고유가 시대와 작년의 걸프사태와 같은 돌발적인 사태에 기인한 유가 불안정 요인은 우리 나라와 같은 석유자원이 전무한 상태에서는 매우 충격적인 일로 받아 들여지고 있다. 그 뿐 아니라 화석연료의 사용 증가에 따른 지구온난화 현상 및 환경보전 문제가 크게 부각되고 있는 현상태에서 태양에너지 이용기술 개발은 장기적인 계획 하에 지속적으로 추진되어야 할 것이다. 이와 같은 주변환경의 변화와 에너지 공급의 안정화를 위해서도 새로운 자세와 정책적인 기술개발 투자 및 지원을 강화해야 할 것이다. 태양열 이용기술 중 일부 실용 화된 분야는 적극적인 보급 활성화가 이루워지도록 지원을 해야하며 기술개발을 위한 연구비를 선진국 수준으로 높혀야 할 것이다.

• Journal of ILASS-Korea
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• v.29 no.1
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• pp.23-31
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• 2024

This study conducted a 3D thermo-acoustic analysis based on the helmholtz solver to analyze the major resonance modes causing combustion instability in a single-can combustor. The experimental investigations were carried out on a test rig designed by the Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM) under various conditions of hydrogen co-firing and fuel staging. Through these experiments, two primary unstable frequencies were identified. To determine the resonance modes of these frequencies, a 3D thermo-acoustic analysis was conducted using temperature information from the test rig. The results confirmed that the unstable frequencies observed in the experiments were all longitudinal modes. Additionally, the mode shapes identified in the analysis facilitated a simplification of the exit geometry for the low-order network model, confirming that this did not significantly affect the fundamental resonance modes.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.26 no.4
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• pp.382-391
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• 2020

In this study, we used artificial intelligence algorithms for the prediction of dissolved oxygen in Jindong Bay. To determine missing values in the observational data, we used the Bidirectional Recurrent Imputation for Time Series (BRITS) deep learning algorithm, Auto-Regressive Integrated Moving Average (ARIMA), a widely used time series analysis method, and the Long Short-Term Memory (LSTM) deep learning method were used to predict the dissolved oxygen. We also compared accuracy of ARIMA and LSTM. The missing values were determined with high accuracy by BRITS in the surface layer; however, the accuracy was low in the lower layers. The accuracy of BRITS was unstable due to the experimental conditions in the middle layer. In the middle and bottom layers, the LSTM model showed higher accuracy than the ARIMA model, whereas the ARIMA model showed superior performance in the surface layer.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.200-214
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• 1993

This paper presents the results of fluidelastic instability analysis performed for the U-tube bundle of a Westinghouse model 51 steam generator, one of the recirculating types designed at an early stage, in which the principal region of external cross-flow is associated with the U-bend portion of tube. The prerequisites for this analysis are detailed informations of the secondary side flow conditions in the steam generator and the free vibration behaviours of the U-tubes. In this study, the three-dimensional two-phase flow field in the steam generator has been calculated employing the ATHOS3 steam generator two-phase flow code and the ANSYS engineering analysis code has been used to calculate the free vibration responses of specific U tubes under consideration. The assessment of the potential instability for the suspect U-tubes, which is the final analysis process of the present work, has been accomplished by combining the secondary side velocity and density distributions obtained from the ATHOS3 prediction with the relative modal displacement and natural frequency data calculated using the ANSYS code. The damping of tubes in two-phase flow has been deduced from the existing experimental data by taking into account the secondary side void fraction effect. In operation of the steam generator, the tube support conditions at the tube-to-tube support plate intersections due to either tube denting degradation or deposition of tube support plate corrosion products or ingression of dregs. Thus, various hypothetical cases regarding the tube support conditions at the tube-to-tube support plate intersections have been considered to investigate the clamped support effects on the forced vibration response of the tube. Also, the effect of anti-vibration bars support in the curved portion of tube has been examined.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.1
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• pp.29-36
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• 2014

Hybrid rocket displays many different low frequency pressure oscillations during combustion. Thermal lag between solid and gas phase is the primary mechanism to trigger low frequency pressure oscillations of around 10Hz, and Helmholtz or $L^*$ mode also produces other types of low frequency oscillations above 10 Hz which is associated with the change in combustion volume. Since the flow characteristics in hybrid rocket is very similar to those in solid rocket combustion, it is not surprising to observe similar pressure oscillation behaviors. Experimental test shows that combustion pressure suddenly turns into to a big amplitude oscillation around 10Hz then followed by returning to an original pressure level after a short period combustion. Further investigations show that this instability is independent of the change in O/F ratio at all. One of the possible candidates is the vortex shedding dynamics over the backward step in the post combustion chamber. It is required to investigate the low frequency oscillation mechanism in the future study.

• 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.