• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 1995년도 광학 및 양자전자학 워크샵 논문집
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• pp.169-175
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• 1995

레이저 계측기술의 일반적인 장점인 비접촉방식에 의한 측정 가능, 측정의 정밀 정확도 향상, 높은 검지도 등의 장점으로 연소현상을 진단하기 위하여 여러 가지 레이저 게측지술이 사용되고 있다. 레이저를 이용한 연소진단 기술 중 가장 널리 사용되고 있는 CARS, 레이저 형광유도 기술, 축퇴사광파 혼합기술에 대한 연구를 수행하였다. CARS 기술은 관련 측정기술과 실제 화염의 구조를 분석하는 응용연구를 하였으며, 산업적인 응용을 위한 장비를개발하였다. 그리고, 레이저 형광 유도 기술을 적용하여 화염 내부에서의 OH 농도를 측정하였다. 최근 활발히 연구되고 있는 축퇴사광파 혼합기술을 이용한 연소기체 진단법을 연구하기 위하여, 분광기를 구성하고 화염 내에서 OH 농도를 측정하여 레이저 유도형광법으로 측정한 결과와 비교 하여 서로 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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• pp.115-154
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• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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• pp.61-83
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• 2005

연소현상의 가시화를 위한 몇 가지 레이저 진단기법의 응용 예를 소개한다. 이에는 유동 가시화를 위한 반응성 Mie 산란, 주화학종의 계측을 위한 Rayleigh 및 Raman 산란, 미소화학종 계측을 위한 레이저유도 형광법, 온도계측을 위한coherent anti-Stokes Raman 산란법 및 매연계측을 위한 광 소멸/산란법 등이 포함된다. 이러한 기법들이 확산화염, 층류 및 난류 부상 화염, 비예혼합 와도 내의 화염전파, 매연생성 등의 연구에 적용되어 물리적 메커니즘을 이해하는데 유용하게 적용된 사례를 보고한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.293-296
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• 2002

본 논문에서는 수소/액체연료/공기의 연소특성에 대해 CFD상용프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 먼저 프로그램을 검증하기 위하여 수소/공기의 난류 비예혼합 화염에 대한 반응물과 생성물의 몰분율을 Barlow실험 결과와 비교하였고, X축 방향의 온도분포를 Flury의 실험 값과 비교하여 값이 물리적으로 근사함을 확인하였다. 혼합분율(Mixture Fraction)과 확률밀도함수(PDF)의 접근 방법을 이용하여 화염진단과 오염물질발생에 중요한 역할을 하는 중간 종들의 몰분율을 확인하였다. 수소/액체연료/공기에 대해서는 화염형성에 있어서 가장 중요한 연료와 산화제의 속도비 변화(100,10,1,0.1)로부터 산화제속도가 연료속도 보다 클 경우 고속 측인 산화제에 의해 연료의 확산이 지배되는 현상으로 인하여 화염의 온도분포가 최고가 됨을 확인하였다. 또한, 연소과정 중 발생하는 오염물질의 농도를 수치적으로 해석하여 최저의 오염농도를 가질 수 있는 속도 비를 찾아 낼 수 있었다. 수소/공기와 수소/액체연료/공기의 온도 장 비교를 통하여 수소/액체연료/공기의 혼합물이 대체에너지로서의 가능성을 확인하였다.

• 기계저널
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• 제33권12호
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• pp.1043-1051
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• 1993

Nd:Yag 레이저의 제2고조파와 광대역 모드 없는 레이저를 광원으로 사용하고 이중회절발분광 기에 설치된 다채널광검출기로 분광된 CARS 스펙트럼을 레이저 펄스마다 측정 할 수 있는 광 대역 CARS 분광기를 제작하였다. CARS 온도측정 불확정도는 300K에서 1300K까지는 1.5% 이내였다. CARS 기술을 이용하여 분젠버너의 화염면에서의 온도 분포를 측정하였으며, 대향류 버너의 화염내부의 온도 분포 및 CO 농도분포를 측정하였다. 이러한 CARS 기술은 정상상태의 연소진단에 응용할 수 있을 뿐만 아니라 레이저 펄스마다 측정되는 온도의 분포함수를 조사하면 앞으로 난류연소의 진단에도 응용이 가능하며, 내연기관 등과 같이 연속폭발연소 상태의 기체의 온도나 농도 측정이 가능하다. 본 연구에서 연구된 CARS 기술의 온도 측정정확도는 약 2% 이 내이고 농도 측정은 측정기체의 농도가 상온에서는 약 0.1% 이상, 1500K 이상의 고온에서는 0.3%이상이면 가능하다.

• 센서학회지
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• 제5권6호
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• pp.43-50
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• 1996

대부분을 수입에 의존하고 있는 연료의 연소효율 증대, thermal NOx의 배출 저감은 화염특성 감지 및 분석을 통해서도 가능하다. 연소시스템에서 화영의 flicker에 대한 정보를 퓨리어 변환을 통해 frequency domain data 로 변환시켜 해석한 결과, 일반적으로 연소 영역의 난류강도가 커질수록 frequency와 강도는 커졌으며, 화염의 강도는 연료 공급 유량이 커질수록 항께 커졌다. 선회도가 $0{\sim}1.16$ 범위에서 커질 때, 화염의 강도는 작아졌다. 시험 연소로의 관찰구를 통하여 얻은 신호는 화염유무에 따라 그 차이가 매우 커서 화염의 존재 유무를 쉽게 알 수 있었다. 발생되는 NOx의 양은 화염강도와 밀접한 관계가 있음을 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권5호
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• pp.24-29
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• 1995

A laser system and signal aquisition system to use a laser-induced fluorescence technique were arranged to measure NO concentration. To identify the NO fluorescence signal, verification of the fluorescence was performed through use of comparison of the signals taken both in a undoped and doped calibration flames. Finally, the spatial NO number densities in partially premixed flames were found as a function of fuel-tube equivalence ratio(${\phi}_c$) and overall equivalence ratio(${\phi}_o$).

• 조명전기설비학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.173-180
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• 2003

본 논문은 산불 화염에 의한 ACSR 송전선의 열화특성을 분석하기 위하여 인공화염장치를 이용하여 건전 전선을 일정 시간 간격으로 화염을 가하는 실험을 하였다. 이 때 발생되어지는 표면 특성을 확인하였다. 표면 특성 실험은 금속현미경으로 표면 특성을 확인하였다. 또한, 포항지역에 가설되어 운전 중이던 ACSR 480[$\textrm{mm}^2$]가 산불 열화로 인하여 철거된 전선을 수거하여 표면 특성 시험 및 분석 결과와 인공화염장치를 이용한 실험 결과를 비교$.$분석하였다. 이 두 개의 분석자료를 이용하여 향후 산불에 의해 열화된 전선의 상태를 예측할 수 있는 데이터베이스를 만들고, 또한 산불로 인한 ACSR 전선의 수명 진단에 필요한 자료를 제공하고자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권7호
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• pp.196-202
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• 1999

Recent trend changes a criterion for evaluation of burner that environmental problem is raised as global issue. For efficient driving problem, the higher thermal efficiency and the lower oxygen in exhaust gas, burner is evaluated the better. For environmental problem, burner must satisfy $NO_{X}$ limit and CO limit. Consequently, 'good burner' means on whose thermal efficiency is high under the constraint of $NO_{X}$ and CO consistency. To make existing burner satisfy recent criterion, it is highly recommended to develop feedback control scheme whose output is the consistency of $NO_{X}$ and CO. This paper describes development of real time flame diagnosis technique that evaluate and diagnose combustion state such as consistency of components in exhaust gas, stability of flame in quantitative sense. This study focuses on wave length of luminescence from chemical reaction measurement of the luminescence via optical measuring apparatus and derive correlation with consistency of components in exhaust gas by image processing technique.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2326-2336
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• 1996

So most practical combustor is considered to the swirl flame, it is very important to examinate swirl flame structure and combustion characteristics. Recently, attention has been paid to the flame diagnostic by radical luminous intensity. For swirl flame structure and combustion characteristic, reverse flow boundary, temperature, ion current and radical luminous intensity were measured in the double-coaxial swirl combustor which was used principle of multi-annular combustor. This study had three experimental condition, S-type, C-type, SC-type. S-type and C-type flames were formed recirculation zone, but SC-type flame wasn't formed. C-type flame had two recirculation zone. The position with maximum value of ion current and CH-radical, temperature and OH-radical had similarity distribution almost. Therefore, it is possible that the macro structure of flame was measured by radical luminous intensity in the high intensity of turbulent combustion field which was formed by swirl.