• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.497-508
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• 1985

본 논문에서는 일양한 예혼합 기류중에 놓여진 원주 후류의 고온 순환류에 의 해 보지되는 난류 예혼합 화염을 대상으로 해서 유동의 가시화 및 온도와 이온전류의 변동의 측정에 의해서 화염의 구조를 조사한 결과, 원주 보염기 후류의 재순환 영역부 근에 형성된 전단층에 있어서는 코히렌트(Coherent)구조의 화염이 되고 하류부에서는 불규칙한 3차원 와(渦)에 지배되는 전파성 화염이 형성 되었다. 온도변동에 대한 쌍 봉성의 확율밀도분포와 이온전류변동에 대한 3개의 피이크의 확율밀도분포는 엷은 반 응면을 사이에 두고 미연혼합기괴와 기연가스괴가 서로 접하는 주름 상층류화염 또는 층류화염편의 구조에 대응하며, 코히렌트 와(渦)에 지배되는 화염에 있어서는 거시적 혼합은 코히렌트 와의 거동에 지배되나 그 구조는 주름상층류 화염과 일부 강한 전단 력을 받는 부분에는 분산 반응영역의 구조임이 밝혀졌다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.3
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• pp.210-216
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• 1984

An investigation of the effects of the size of mixing region determined by changing the position of fuel injection has been carried out. Measurements were made: the distribution of temperature and concentration profiles of the stable gas species, nitrogen oxide and total hydrocarbon in the flames. The results of this investigation show that variations of the size of mixing region produce major changes to the three type flow fields which significantly influence pollutant (NO, CO and THC) formation and energy release.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.5
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• pp.505-513
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• 2010

The tribrachial flame has attracted interest as a basic structure of the flame edge. This flame structure helps understand stabilization of laminar flames and re-ignition of turbulent flames. A number of analytical and experimental studies have been carried out on the tribrachial flame. However, the effect of the variation of the flammability limits on the structure of the tribrachial flame has not been studied in detail. In this study, the effect of non-symmetric flammability limits on the flame structure was investigated by adopting a simple numerical scheme based on several laminar flame theories. A fixed velocity field was considered and boundary matching algorithm was used on the premixed branch. The variation of the diffusion branches under the non-symmetric flammability limits and heat loss was investigated. The formation and extinction of the diffusion branch behind the premixed branch were successfully described. This basic study can help understand the fundamental structure of the flame and can form the basis of subsequent detailed studies.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.84-89
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• 1994

주유동에 수직으로 분사된 제트 화염의 구조는 이해하기 위하여 화염 길이와 온도를 측정하고 reactive mie scattering 방법을 이용하여 단면 가시화를 실시하였다. 주유동 속도와 제트 분사 속도의 증가에 따라 화염 길이도 함께 증가함을 알 수 있고, 단면 가시화 결과 화염 내부에 존재하는 inner vortical structure는 일반적인 동축제트 화염과 같은 대칭 구조를 갖지 앉고 유동 조건에 따라 inner vortical motion 의 생성 위치가 변화함을 알 수 있다 이는 본 유동장의 특성 중의 하나인 bound vortex와 제트와 주유동이 접하는 상류 면에서 발생하는 rolling-up 의 강도에 좌우됨을 알 수 있다.

• Journal of the KSME
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• v.25 no.4
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• pp.320-326
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• 1985

지난 10여년간의 연소분야에 대한 연구는 크게 세가지 방향에서 괄목할 만한 발전을 이루어 왔다. 그 첫째는 대용량 컴퓨터의 개발에 따른 수치해석능력의 신장을 들 수 있고, 둘째는 실 험에서 레이저를 이용한 비접촉 계측방법의 발달을 들 수 있다. 또한 이론적 관점에서는 1974 년이래 유체역학에서 프란틀의 경계층 이론에 비견될 수 있는 접합점근방법(matched asymptotic technique)를 이용하여 예혼합 화염의 전파속도, 확산화염의 구조 및 점화/소화현상, 열폭발문제, 화염의 안정성 등에 관한 엄격한 해석이 가능하게 되었다. 이로서, 종래의 현상적, 물리적 설 명으로 이해될 수 없었던 분야를 해석할 수 있었다. 이에 따라 본 강좌에서는 연소분야의 이 론적 연구에 초점을 맞추어 접합점근방법의 기초개념 및 해석방법을 소개하고자 한다. 이를 위해 2장에서 확산 화염과 예혼합 화염의 특성을 설명하고, 3장에서 화염면 극한의 해석, 4장에서 확산 화염의 구조해석을 통한 점화/소화현상 및 5장에서 예혼합 화염에의 응용 등을 소개한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.2
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• pp.16-23
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• 2013

An experimental study has been conducted to investigate the effects of equivalence ratio on the propagation characteristics of $CH_4$-air premixed flame intervened by an ultrasonic standing wave. A Schlieren photography was used for the flame structure visualization, and the flame propagation behavior was investigated in detail throughout the post-processing analysis. It is found that the structural variation of methane/air premixed flame caused by the intervention of ultrasonic standing wave give rise to the enhancement of combustion reaction and flame propagation velocity. Effectiveness of the standing wave on the flame velocity decreases as the equivalence ratio increases. Larger flame velocity with the standing wave becomes undistinguishable in a specific range of equivalence ratios.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1-8
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• 2012

An experimental study has been conducted to scrutinize into the influence of ultrasonic standing wave on the propagating behavior and structural stabilization of propane/air premixed flame at various equivalence ratios in half-open rectangular duct. Evolutionary features of the flame fronts are caught by high-speed images, and the variation of flame structure and local flame velocities along the propagation are analyzed. It is revealed that the propagation velocity agitated by the ultrasonic standing wave is greater than that without the agitation: the velocity enhancement diminishes as the equivalence ratio approaches the stoichiometric. Influence of standing wave on the flame overwhelms that of the buoyancy which slants the flame front towards top of the duct, and thus the standing wave contributes to the structural stabilization of propane/air premixed flame.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.161-161
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• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

• Journal of the Korean Society of Safety
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• v.17 no.2
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• pp.112-117
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• 2002

The effects of shield gas on the structure of methane-air nonpremixed counterflow flames were numerically investigated. The near extinction flame of a low global strain rate 20 $s^{-1}$ of 19% methane diluted by 81% nitrogen by volume and undiluted air was computed. The flame shape, centerline temperature and axial velocity profiles were compared for different velocity of the shield gas and with and without the shield gas. The effects of the velocity of the shield gas were negligible for $V_{S}/V_{F}{\leq}2$ in normal gravity. Under normal gravity conditions, the flame shape and its position with the shield gas were different from those of the flame without the shield gas, whereas no discernible effects of the shield gas along the centerline were observed in zero gravity.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.2
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• pp.173-181
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• 2014

The propagation behavior and structural variation of a premixed propane/air flame with frequency change in an ultrasonic standing wave at various equivalence ratios were experimentally investigated using Schlieren photography and pressure measurement. The propagating flame was observed in high-speed Schlieren images, allowing local flame velocities of the moving front to be analyzed in detail. The study reveals that the distorted flame front and horizontal splitting in the burnt zone are due to the ultrasonic standing wave. Vertical locations of the distortion and horizontal stripes are intimately dependent on the frequency of the ultrasonic standing wave. In addition, the propagation velocity of the flame front bounded by the standing wave is greater than that of the flame front without acoustic excitation. As expected, the influence of the ultrasonic standing wave on premixed-flame propagation becomes more prominent as the frequency increases.