• 한국연소학회지
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• 제16권4호
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• pp.31-37
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• 2011

This paper presents both experimental and numerical investigation of the combustion characteristics of stretched premixed lift-off flames using synthetic gas($H_2$/CO) in an impinging burner. We used "Spin code" for numerical analysis. An ICCD camera was employed to measure flame location and flame thickness. The impinging surface temperature was affected by local strain rate K, equivalence ratio, and composition ratio of fuel. In spite of the difference of boundary conditions in experimental and numerical results, the tendencies of surface temperatures were agreed. From result of this work, we also found that flame location and flame thickness directly related to surface temperature are greatly affected by local strain rate K.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.201-208
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• 2003

Wheat dust cloud를 $5{\times}5{\times}214.1cm^3$ square tube내부에 발생시켜 화염의 전달과 연소 한계에 관한 연구를 수행하였다. 사용된 미립자는 $160{\mu}m-300{\mu}m$의 크기로 분류되어 주로 사용되었고 $300{\mu}m-325{\mu}m$크기의 미립자가 더불어 사용되었다. 연소 튜브는 연료로 사용되는 미립자를 튜브의 상단에서부터 컨베이어 벨트를 사용해서 공급받아 튜브의 하단에서 전기코일을 사용하여 점화시키는 구조로 고안되었다. 화염의 최대 진행속도는 작은 크기와 보다 큰 크기의 미립자를 사용했을 때가 각각 523cm/sec와 373cm/sec로 측정되었다. 연소 속도는 입자의 크기와 집접도(concentration)에 따라 변화를 보였는데 최소 3cm/sec에서 최대 7.5cm/sec로 관측되었다. 그러나 화염의 두께는 놀랍게도 입자의 집접도와 큰 연관이 없어 보였는데, 이는 앞으로도 보다 많은 연구를 통한 검증이 필요하리라 생각된다. 끝으로 fuel rich flammability는 $790g/m^3$으로 stoichiometric mixture $230g/m^3$에 비교해 월등히 높은 값으로 관측되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권11호
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• pp.1417-1423
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• 2004

The thickness of laminar flame and preheat zone was computed from equation with burning velocity and the temperature profile, which is obtained by using premix code of Chemkin program for ethanol-air mixture. The computations were carried out under the unburned gas pressure 0.5bar-30bar and temperature of 300k-700K at 1.0. A difference flame thickness showed between temperature profile and equation with burning velocity. The ratio of flame thickness derived from the equation was about 45∼65% of the temperature profile, and the thickness of preheat zone was about 67.1% of the flame thickness. The flame thickness was decreased by increasing the pressure and temperature, but the effect of pressure is more significant than the effect of temperature on the flame thickness. The flame thickness was predicted by using the following equation. X(mm) = $X_{st}$ (T/300)$^{-0}$.65/(P)$^{-0}$.68/ (0.5bar$\leq$P$\leq$30bar, 300K$\leq$T$\leq$700K)K)

• 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.

• 한국안전학회지
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• 제19권1호
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• pp.124-130
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• 2004

수치법을 검증하고 번형률과 연료농도가 무중력 확산화염 구조에 미치는 영향을 파악하기 위해, 무중력에서의 비예혼합 메탄-공기 대향류 화염의 구조를 FDS의 축대칭 모사로 조사하였다. 연료 중의 메탄 몰분율 $X_m$=20, 50, 80%와 각각의 몰분율에서 변형률 $a_g$=20, 50, $90s^{-1}$의 계산결과를 1차원 화염코드인 OPPDIF의 결과와 비교하였다. 축대칭 모사로 계산한 온도와 축방향 유속의 분포가 1차원 모사 결과와 잘 일치하였다. 화염의 두께와 위치, 정체점을 잘 예측함으로써 FDS를 넓은 범위의 변형률과 연료농도의 대향류 화염에 적응할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.304-308
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• 2012

본 연구는 에틸렌-공기 혼합물로 채워져 있는 변형 가능한 구리 관에서의 초음속 화염 전파를 수치적으로 살펴보았다. 탄화수소의 화염 전파를 해석하기 위하여 지배방정식으로 Navier-Stokes 방정식과 Arrhenius 형태의 1단계 화학 반응식을 활용하였으며 변형 가능한 관을 해석하기 위하여 Inviscid Euler 방정식을 활용하였다. 또한, 두 물질 간 경계면 추적을 위하여 Level-set 기법을, 경계값 결정을 위하여 ghost fluid 기법을 사용하였다. 이러한 수치적 기법을 바탕으로 관의 변화에 따른 초음속 화염 내 팽창파의 전파 및 그에 따른 간섭 현상을 밀도 및 속도 변화를 통해 확인하였으며 초음속 화염 전파에도 안전성이 확보되는 최소 관 두께를 예측할 수 있는 수치적 기반을 마련하였다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.93-103
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• 2021

기후변화 대응과 탄소배출 저감에 대한 심각성 및 필요성이 중요시 되면서 세계 각국은 온실가스를 감축하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 다양한 노력들 중 탄소기반 연료 사용 시 발생되는 이산화탄소를 포집하여 활용하는 CCUS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 CCUS와 함께 활용될 수 있는 가압 순산소 연소에 대한 연구도 여러 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 가압 순산소 연소의 화염 구조와 오염물질 배출과 관련된 기초적인 정보를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 대향류 확산 화염 모델을 이용하여 압력 및 산소분율에 따른 연소의 특성을 분석한 결과, 압력이 높을수록 화학 반응의 활성화로 인한 반응율의 증가로 연소 온도가 증가하고 화염두께는 감소한 반면, 산소분율이 높을수록 반응율 증가 및 산화제 운동량 변화에 따른 확산의 영향으로 연소 온도 및 화염두께 모두 증가하였다. 이와 관련된 열방출 반응을 3가지 구간으로 구분하여 분석한 결과, 특히 산소분율이 증가할수록 산화제 측면에서 나타나는 화학 반응이 혼합분율에 따라 크게 두 개의 영역으로 세분화되는 특성이 나타났다. 또한, NO의 생성 메커니즘에 따라 구분된 배출지수(EINO)를 분석하였고, 각 해석 조건에 따른 NO의 생성 경향을 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.78-83
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• 2016

발사체의 지상 운영과정이나 발사과정에서 일어날 수 있는 화재와 폭발사고 예방을 위해 1단 동체 내부에 형성될 수 있는 연소 환경에서 화염의 전파특성을 고찰해 보았다. 이를 위해 1단 동체 내부에 형성될 수 있는 고산소-저기압 환경을 연소챔버 내에 조성하고 고체연료를 점화시켜 화염 전파율을 측정하였다. 고체연료로는 두께가 0.18 mm인 광섬유를 사용하였다. 주어진 조건에서 산소농도가 증가함에 따라 광섬유를 따라 전파하는 화염의 속도는 급격히 증가하였지만 챔버 내의 압력이 대기압에 가까질 수록 화염의 전파속도는 감소하였다. 압력 증가에 따른 화염전파율의 감소의 원인을 파악하기 위해 대류열전달계수와 화염전파율의 압력 상관성 분석해 보았으며, 이를 통해 압력이 낮아질수록 대류 열손실이 줄어들어 화염전파율이 증가하는 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.593-600
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• 1999

The structure of premixed turbulent flames in constant volume vessel was investigated by using a laser tomography. The flame structure was visualized by passing a laser sheet with 0.2mm thick and 2 cm wide through the turbulent flames to obtain their 2-D images. From the obtained images islands of reactants as well as of products were found at least in the 2-D images when the turbu-lence intensity was above 0.4m/s. Moreover in order to obtain the characteristic flamelet thickness the light intensities of them were digitized and processed into three colors incorporating two appro-priate threshold values in the image analysis. As the result the averaged value of charactertistic flamelet thickness was found to be about two times compared to laminar one.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.82-88
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• 2011

본 연구의 목적은 실용연소기를 대상으로 한 복잡한 난류 연소장에의 Dynamic SGS G-방정식의 유용성을 확인하는 데에 있다. 본 연구에서는 sub-grid 난류확산과 화염 두께에 근거한 새로운 난류화염 전파속도 모델을 제안하였으며, sub-grid 난류강도를 이용한 기존 모델과의 비교, 검증을 수행하였다. 해석결과는 실험결과와의 비교를 통해 속도와 온도분포를 잘 예측하고 있음을 확인하였다.