• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.252-257
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• 2008

산불은 산림이 울창해짐에 따라 대형화되고 화재에 의한 피해면적이나 그 피해액은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 산불은 바람의 속도, 초지의 습도, 높이, 열량 등 많은 환경변수들의 차이에 따라 화염전파속도가 달라진다. 산불의 화염전파속도에 이러한 환경변수가 주는 영향을 정확히 예측한다면 산불 진화에 많은 도움이 되지만, 아직 정확한 영향에 대한 분석이 구축되어 있지 않다. 본 연구에서는 NIST에서 개발된 산불 화염전파 예측프로그램인 WFDS를 이용하여 다량의 실험 데이터를 보유하고 있는 호주의 초원화재실험조건을 기본 시뮬레이션 조건으로 설정하고, 수치해석결과와 실험결과를 비교하였으며, 이를 기준으로 초본의 높이와 바람속도의 변화에 따른 화염전파속도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 수치해석 결과 표면연료의 높이와 화염전파속도는 의 관계를 가지고, 바람의 속도에 따른 화염전파속도는 호주의 실험값에 비해 17%가량 하향 예측되었다. 또한 바람의 속도가 7.5m/s이상 높아지면, 열분해 된 가연물질이 빠른 바람의 속도에 의한 이동으로 인해 농도가 낮아지므로, 화염전파속도가 늦어진다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.56-63
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• 2018

저선회 연소기에서는 노즐출구의 속도장과 예혼합화염의 전파속도 간 균형에 의해 화염이 부상되어 존재한다. 저선회 화염의 부상높이에 대한 이해는 연소기의 안정성 및 노즐팁의 열화와 관련하여 중요한 문제이다. 이전의 실험적 연구로부터 입구 속도의 증가에 따라 화염부상높이가 오히려 감소하는 현상이 관찰된 바 있다. 선회익을 통과하는 환형 유동과 난류생성판을 통과하는 중심유동 간의 복잡한 유동장을 규명하기 위하여, 입구 속도를 바꾸어가며 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 입구 속도에 따른 노즐 출구에서의 유동구조를 분석하여 실험에서 관찰된 비직관적 경향에 대한 정성적 설명을 도출하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권3호
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• pp.368-375
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• 2005

We have presented characteristics of a transitional behavior from a premixed flame to a triple flame in a lifted flame according to the change of equivalence ratio. The experimental apparatus consisted of a slot burner and a contraction nozzle for a lifted flame. As concentration difference of the both side of slot burner increases, the shape of flame changed from a premixed flame to a triple flame, and the liftoff height decreased to the minimum value and then increased again. Around this minimum point, it is confirmed a transition regime from premixed flame to triple flame. Consequently, the experimental results of the liftoff height, flame curvature, and luminescence intensity showed that the stabilized laminar lifted flame regime is categorized by regimes of premixed flame, triple flame and critical flame.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.595-598
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• 2011

이중 연소 램제트(DCR) 엔진의 주 연소기에서 초음속 연소 현상을 수치해석을 동하여 연구하였다. 초음속 연소 유동은 유동의 압축성 효과에 연소 안정성이 크게 영향 받으므로, 일정 단면적 부분의 길이 및 확산 각에 대한 영향을 살펴보았다. 동일한 입구 조건에서의 해석의 결과 이중 연소 램제트 엔진 연소기의 연소 유동은 기본적으로 난류 부상 화염의 특징을 가짐을 알 수 있었으며, 부상 화염의 높이는 초음속 확산각이 작고 일정 단면적 부분이 긴 경우, 분사기 가까이 유지되만, 확산각의 변화에 심하게 영향 받아 작은 변화에도 부상화염의 높이가 크게 증가하거나 연소기 밖으로 blow-out 되므로, DCR 연소기의 설계에는 화염의 안정성이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권10호
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• pp.1025-1031
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• 2011

자발화 특성은 디젤 및 PCCI 엔진의 설계에서 중요한 인자이다. 특히, 디젤분무화염은 자발화현상에 의해서 형성되어 노즐에서 부상된다. 노즐과 부상화염 사이의 영역에서 분무된 디젤의 중앙으로 주위 공기의 유입이 발생하기 때문에, 그 부상된 화염은 매연 생성에 영향을 준다. 본 연구에서 간단한 모델로써 동축류 제트를 적용하였고, 점화지연시간에 대한 자발화 과정에서 발생하는 열손실의 영향을 확인하였다. 메탄($CH_4$), 에틸렌($C_2H_4$), 에탄($C_2H_6$), 프로핀($C_3H_6$), 프로판($C_3H_8$), 및 노말 부탄(n-$C_4H_{10}$)의 연료들을 고온의 공기로 분사하였으며 자발화된 부상화염의 높이를 측정하였다. 그 결과로 자발화된 부상화염의 높이와 열손실을 고려한 점화지연시간과의 상관관계를 결정하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.58-63
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• 2005

등유 풀화재의 화염과 연소에 의해 생성되는 연기의 특성에 대해서 조사하였다. 다양한 발열량을 위해 직경을 변하게 할 수 있는 팬버너를 제작하였다. 풀화재를 조사하기 위해 화염 높이와 떨림 주파수를 분석하였다. 실험적으로 풀화염 높이는 이론적 상관관계 증가율과 잘 일치하지만, 정량적으로는 등유의 연소율에 기인하여 과대 평가된 값을 보인다. 연기의 특성을 조사하기 위해 세 가지의 실험방법을 사용하였다. 먼저 가스분석기를 이용하여 연소시 발생되는 주요 가스 농도를 측정하였는데 이산화탄소의 생성과 산소의 소모율은 풀화염의 열방출율에 비례하지만, 일산화탄소의 발생에 대한 경향성은 발견할 수 없었다. 연기의 매연입자를 광감쇄법과 TEM 이미지를 이용하여 특성을 조사하였다 연기밀도는 발열량의 증가에 따라 매우 급격히 증가하였고, 등유 풀화염에서 발생한 매연입자들은 자연적인 연소조건임에도 불구하고 역확산 제트화염에서 생성된 매연과 유사한 형태와 탄화정도를 보임이 관찰되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1697-1705
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• 1991

본 연구에서는 층류 확산화염내의 매연 분포에 관하여 좀 더 명확히 알아보고 자 화염의 높이방향 뿐만이 아니라 반경 방향으로도 매연을 열영동 포집하여 보았다. 한편, 화염 내에 삽입되는 Fig.1(a)와 같은 프로브에 매연 입자들이 열영동 현상에 의 하여 포집되려면 순간적인 돈도 구배가 필요하다. 따라서 화염내에서의 프로브 체류 시간을 조절할 수 있도록 Fig.1(b)와 같은 공압 장치(pneumatic device)를 만들어 실 험했다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.729-738
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• 2010

질소로 희석된 부탄 층류 부상 화염에서 발생할 수 있는 화염진동 메커니즘을 살펴보기 위하여 실험적 연구를 수행하였다. 화염 진동은 층류 자유제트 부상 화염에서 5가지 영역으로 구분되었다: 화염 안정화 영역 (I), 열손실에 의한 진동 (II), 열손실에 의한 진동과 부력에 의한 진동이 혼재된 영역 (III),열손실에 의한 진동과 화염날림 직전의 진동이 혼재된 영역 (IV), 그리고 열손실에 의한 진동, 부력에 의한 진동 및 화염날림 직전의 진동이 모두 혼재된 영역(V). 각각의 화염진동의 특성을 규명하기 위해 화염의 시간에 따른 부상 높이 변화에 대한 FFT분석을 수행하였고 각 영역에 관련된 무차원 변수와 스트라훌 수의 조합으로 특성화 작업을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권3호
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• pp.376-383
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• 2005

In the paper we investigate characteristics of a transitional behavior from a premixed flame to a triple flame in a lifted flame according to the change of equivalence ratio. In previous study, we showed that the stabilized laminar lifted flame regime is categorized by regimes of premixed flame, triple flame and critical flame. A gas-chromatograph is used to measure concentration field, a smoke-wire system is used to measure streak line, and a PIV system is used to measure velocity field in lifted flame. In the visualization experiment of smoke wire, the flow divergence and redirection reappeared in premixed flame as well as triple flame. Thus we cannot express the flame front of lifted flame has a behavior of triple flame with only flow divergence and redirection. In PIV measurement, flow velocity for those three flames has minimum value at the tip of flame front. To differentiate triple flame and premixed flame, $\Phi$ value of partially premixed fraction is employed. The partially premixed fraction $\Phi$ was constant in premixed flame. In critical flame small gradient appears over the whole regime. In triple flame, typical diffusion flame shape is obtained as parabolic distribution type due to diffusion flame trailing.

• 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.