• 한국가스학회지
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• 제14권2호
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• pp.34-39
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• 2010

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염 전파속도를 실험으로 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없기에, 본 논문에서 화염의 곡률에 따른 화염전파속도의 연관성을 제시하고자 하였다. 본 논문의 결과로 층류부상화염의 부상높이가 연료의 출구속도와 노즐의 직경에 따라서 결정됨을 알 수 있었다. 그리고 정지된 부상화염의 유동속도에 비례하는 연료의 출구속도에 곡률의 크기가 비례함을 보였고, 또 층류부상화염의 부상높이가 높아질수록 곡률반경의 크기가 커짐을 알 수 있었다. 따라서 곡률효과의 중요성이 인식되어야 하며 화염안정화 메커니즘을 표현하기 위해 제안된 Bilger의 제안식이 곡률효과를 고려하여 수정되어야한다.

• 한국가스학회지
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• 제14권3호
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• pp.46-52
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• 2010

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율에 따른 삼지화염 전파속도에 관하여 논의된 바가 없으며, 본 논문에서는 수치해석을 통해 화염전파속도에 따른 화염의 곡률반경과 스칼라소산율의 관계를 살펴보았다. 본 논문의 결과로 연료의 노즐 출구속도에 따라 화염전파속도가 거의 선형적으로 변화됨을 알 수 있었다. 또 화염전파속도에 따라 스칼라소산율은 비선형적인 감소를 보였으며, 곡률반경은 거의 선형적인 변화를 보임을 알 수 있었다. 또 스칼라소산율에 따른 곡률 반경의 경우 비선형적인 감소를 보였다. 따라서 화염전파속도와 스칼라소산율 및 화염의 곡률반경 사이에 직접적인 연관성이 있는 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제15권2호
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• pp.47-56
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• 2011

삼지화염의 화염안정화 메커니즘 중 중요한 한 가지는 화염전파속도이다. 화염전파속도의 정량적인 규명을 위해 Bilger는 층류 유동이론에 근거하여 혼합분율 기울기에 비선형적으로 연관된 삼지화염전파속도를 제시하였다. 그러나 지금까지의 연구에서는 화염의 곡률 반경과 스칼라소산율 및 삼지화염의 화염전파속도에 관한 직접적인 관계에 관하여 제시된 바가 없었다. 본 논문은 실험과 수치해석에 따른 수치해석 결과를 검증하고, 수치해석을 통해 스칼라소산율에 따른 화염전파속도를 확인하였다. 그리고 화염스트레치 분석을 통하여 화염전파속도의 곡률반경 및 스칼라소산율에 따른 의존도를 명확히 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.250-258
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• 1985

비균열 접선속도장에 기인한 화염스트레치 인자와 확산선호도가 예혼합화염의 전파속도에 미치는 영향을 연소가스와 예혼합기의 대향류 유동장을 모델로 하여 접합 전개 방법을 이용하여 일반 인 Lewis수 및 기체팽창을 고려하여 해석하였다. 이 결과 스트레치가 작은 경우에는 확산선호 도에 따라 화염특성이 급격히 변화하는데 이는 곡률을 가진 자유전파화염의 특성과 동일하며 스트레치가 큰 경우에는 확산선호도에 관계없이 화염전파속도는 감소하는 특성을 보여주었다. 또한, 화염스트레치의 실험적 측정 및 이론적 해석에 있어서의 정의 및 화염스트레치의 영향에 관한 현상적 설명에 대하여 재검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.655-662
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• 1985

화염스트레치와 확산선호도가 예혼합화염에 미치는 영향을 몇가지 모델에 대해 현상적으로 고 찰하였다. 즉, 정상상태의 구형화염, 구형으로 전파되는 화염, 균일유동장내의 곡면화염, 일차원 평면화염, 그리고 확대유동장내에서 스트레치된 평면화염등을 고찰하였으며, 이 해석의 결과는 화염면의 면적 변화율로 정의된 화염스트레치의 제인자들 즉, 비균일 접선속도장과 전파화염의 곡률에 의한 영향들이 공통적 특성을 나타냄을 보여주고 있다. 화염스트레치와 확산선호도가 화염전파속도에 미치는 복합효과는 세가지로 나타나는데 이는 화염온도의 변화에 따른 화학반 응강도의 변동, 열 및 물질확산의 강도차이, 그리고 대류 및 확산전달의 방향의 상이함에 기인 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.70-77
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• 1986

본 논문에서는 재순환 영역이 존재하는 축대칭 난류 확산화염 구조예측의 전 단계로서, 이미 발표된 바있는 필자의 실험 데이터를 바탕으로 하여 등온유동에 서의 난류모델을 검토한다. 유선의 곡률이 큰 유동에 2방정식 모델을 적용함은 큰 결점을 보완한 수정-2방정식모델을 채택하여 실험결과와 비교, 검토하여 모델의 타당성을 조사하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.204-215
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• 2011

화염 안정성은 층류부상화염의 중요한 메커니즘 중 하나이며 화염전파속도는 화염안정화를 평가하기 위한 척도가 된다. Bilger는 삼지점을 기준으로 혼합분율과 화염의 형상에 관계된 삼지화염의 화염 전파속도 및 안정화 메키니즘을 제시하였다. 그러나 동축류 작은 노즐을 이용한 실험과 수치해석에서는 화염이 형성되고 소화되는 전 과정을 상세히 관찰 할 수는 없었다. 본 논문에서는 노즐 직경에 따른 화염거동과 화염 형상 및 안정화 메커니즘에 대하여 세분화하였다. 본 논문의 결과로 노즐에 따른 삼지화염의 거동과 삼지화염전파, 화염면 전파 및 평면화염의 존재 등을 구분하였다. 그리고 삼지화염전파 거동에 있어서 열린삼지화염전파 및 닫힌 삼지화염전파 거동에 대해 구분하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1209-1215
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• 2012

관내 예혼합화염에서 나타나는 평면화염부터 난류화염거동까지의 천이현상에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 천이현상의 관찰을 위해 관내에 평면화염을 형성하였고, 화염면 중심에 $CO_2$ 레이저를 조사하여 국부 화염속도를 증가시켰다. 레이저에 의해 변형된 화염은 전체 화염면적의 증가와 진동 불안정성의 거동을 보이며 전파한 후, 큰 소음과 함께 난류화염의 거동을 보이며 관 바닥으로 전파한다. 본 연구에서는 난류화염거동이 나타나기 전까지의 변형된 화염에 대한 동적 거동을 관찰하여 분석하였고, 이에 대한 물리적 모델을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.399-408
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• 2010

질소 희석된 프로판 층류 부상 화염에서 화염진동 불안정성과 화염 곡률 효과를 살펴보기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 화염 진동은 총 3가지 영역으로 열손실에 의한 진동, 열손실 및 부력이 혼재된 진동, 그리고 열손실 및 루이스 수에 의한 영향이 혼재된 진동으로 구분되었다. 순수 열손실에 의한 진동은 루이스 수에 의한 진동과 부력에 의한 수력학적 불안정성과 관련이 없으며 연료 루이스 수에 관계없이 모든 부상화염 조건에서 관찰되었다. 화염의 시간에 따른 부상높이 변화에 대한 FFT분석을 통해 화염진동 불안정성의 실험적 증거와 특성을 명확히 제시하였고, 부상 화염의 열손실에 의한 자기진동의 메커니즘에 대한 시나리오를 논의한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.20-25
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• 2003

화염변형률과 소화약제의 첨가 및 부력이 비예혼합 대향류 화염의 구조와 소화에 미치는 영향을 조사하기 위해 필라멘트와 열전대를 이용한 실험과 Oppdif 및 FDS를 사용한 수치해석을 수행하였다. 소화농도에 가까운 메탄-공기의 확산화염에 대하여 2.2초의 무중력 낙하실험과 정상중력에서의 측정결과를 수치모사의 결과와 비교하였다. 변형률 7 s$^{-1}$에서 100 s$^{-1}$까지 무중력상태에서 측정한 임계소화농도로부터 질소의 임계소화농도에 최대치가 있음을 확인하였다. 또한, 부력의 효과, 즉, 화염의 곡률과 두께 변화를 FDS의 계산결과로 확인하였다. 무중력상태에서 화염의 최고온도와 그 위치에 대한 실험치와 계산값이 일치함을 알 수 있었다.