• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권9호
• /
• pp.773-779
• /
• 2014

가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 발생하는 연소 불안정 현상을 모델링하기 위해서는 화염의 동 특성에 대한 정량적, 정성적 분석이 필수적이다. 이를 위하여 화염전달함수가 전산유체역학을 통하여 모델링되었다. 기존 화염전달함수의 연구 결과로부터, 화염전달함수의 결과는 화염의 구조에 크게 의존하는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 실제 계측된 화염의 구조와 유사한 형상을 갖도록 열전달 조건을 최적화한 후, 동일 조건에서 화염전달함수가 모델링되었다. 화염의 형상을 정확하게 예측할 수 있다면, 이로부터 전달함수의 이득값과 위상차의 모델링 결과 역시 실험값과 유사한 거동을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.16-23
• /
• 2012

정상초음파의 교반이 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 영향을 규명하는 실험 결과를 본 연구에서 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 전파속도를 상세히 관찰하였다. 전파속도는 이론당량비에서 정상 초음파가 교반하는 경우에 크게 증가하였으며, 당량비가 연소 상한계 혹은 연소 하한계로 벗어남에 따라 교반의 효과는 감소하였다. 정상초음파장은 화염 구조의 왜곡을 동반하고, 그 변이 형상은 교반하는 초음파장의 특성에 전적으로 종속하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.318-323
• /
• 2012

본 연구에서는 정상초음파와 교반하는 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동을 규명하기 위한 실험결과를 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 형상 및 전파속도를 관찰하였다. 전파속도는 연소한계를 제외한 당량비에서 정상초음파장이 가진되는 경우에 더욱 증가하였으며, 화염선단의 찌그러지는 위치는 초음파 특성이 변하지 않는 한 일정하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권2호
• /
• pp.161-168
• /
• 2015

정상초음파장의 구동 주파수가 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 미치는 영향을 규명하고자 하는 실험결과를 제시한다. 고속카메라를 이용하여 화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염선단의 구조와 속도변이를 포함하는 화염의 거시적 거동을 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 연소반응을 촉진시켜 화염 전파속도의 증대와 화염선단 구조의 변이를 유발한다는 사실에 더하여, 초음파구동 주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.45-51
• /
• 2015

정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석을 위한 실험적 연구가 수행되었다. 슐리렌가시화기법을 이용하여 예혼합화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염의 구조변이 및 전파거동을 면밀히 관찰하였다. 정상초음파가 개재할 때, 화염선단과 기연부에서 구조적 변이와 연소반응 촉진으로 인한 화염의 전파속도의 증가를 가져온다는 사실에 더하여, 초음파 구동주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
• /
• pp.447-448
• /
• 2008

The goal of this study is to find flame dynamic behavior using a transverse fuel injection in a model combustor, and is to investigate main causes of unstable combustion in a liquid-fueled combustor. For transverse fuel injection into air cross flow, spray result shows similar tendency with Wu et al.[1998] until spray arrives at flame-holder. However, passing through flame-holder, fuel inflow into recirculation region of flameholder is not sufficient so it makes large difference between shear flame and recirculation flame behind flameholder. In combustion tests, the stable flame shows a kind of shear flames and low peaks of dynamic pressure frequencies. On the other hand, unstable flame shows periodic detached flame in recirculation zone and a strong peak of dynamic pressure frequency. The instability frequency is highly affected by influx air velocity, air temperature, equivalence ratio and wake or vortex shedding frequency behind the flameholder.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권9호
• /
• pp.714-719
• /
• 2013

본 연구 대상 터보 프롭 항공기는 주어진 항공기 임무 수행을 위해 결빙 조건하에서도 운용이 가능하여야 한다. 동 연구에 적용된 터보 항공기의 공기 흡입구 계통은 정상 비행조건하에서 엔진 입구에 최대 전압력을 공급할 수 있도록 설계 및 검증이 되어야 할 뿐만 아니라 결빙조건하에서 생길 수 있는 얼음과 같은 입자가 엔진 흡입구 망으로 들어가서 엔진 화염꺼짐이나 엔진에 심각한 손상을 주지 않도록 하기 위한 관성분리기를 포함하도록 개발이 되어야 한다. 따라서 결빙 조건하에서 형상이 변하는 가변형상의 공기흡입구 조립체를 설계하고 설계 결과 확인을 위해 조립체에 대한 전산 유동 및 구조해석을 수행하였다. 이후 35% 축소형 모델을 제작하여 풍동시험을 수행하였다. 동 논문에서는 흡입구 조립체 개발과정에서 요구되는 공기역학적 설계, 잔산 유동/구조 해석 및 풍동 시험평가 결과를 기술하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.17-27
• /
• 2012

본 논문에서는 영화 '7광구'에서 사용된 유체 시뮬레이션 적용 사례를 분석하고 구현된 기법들을 소개한다. 영화에 적용된 장면 중 상세한 유체 움직임을 표현하기 위하여 대형 수조에서 물이 터지면서 나오는 장면은 물의 미세한 움직임을 표현하기 위해 smoothed particle hydrodynamics(SPH) 기법을 사용하였고, 잠수정 유리를 깨고 바닷물이 쏟아지는 장면에서는 파티클과 레벨셋의 혼합 시뮬레이션 기술을 적용하였다. 영화의 주요 캐릭터인 괴물이 불타는 장면을 실감나게 연출하기 위해 높은 정교함을 보여주는 detonation shock dynamics(DSD) 화염 시뮬레이션 기법을 사용하였으며, 이때 높은 와동력을 가하더라도 유체의 비압축성을 유지하기 위해 무발산 와동 입자기법을 적용하였다. 또한, 효율적인 영상제작을 위해 업샘플링 기법을 사용하였다. 결과적으로 고품질의 영상을 국내 기술로 제작할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제27권9호
• /
• pp.1262-1272
• /
• 2003

A two-dimensional direct numerical simulation is performed to investigate the dynamic behaviors of a single vortex in counter reacting and non-reacting flow field. A predictor-corrector-type numerical scheme with a low Mach number approximation is used in this simulation. A 16-step augmented reduced mechanism is adopted to treat the chemical reaction. The budget of the vorticity transport equation is examined to reveal a mechanism leading to the formation, destruction and transport of a single vortex according to the direction of vortex generation in reacting and non-reacting flows. The results show that air-side vortex has more larger strength than that of fuel-side vortex in both non-reacting and reacting flows. In reacting flow, the vortex is more dissipated than that in non-reacting flow as the vortex approach the flame. The total circulation in reacting flow, however, is larger than that in non-reacting flow because the convection transport of vorticity becomes much large by the increased velocity near the flame region. It is also found that the stretching and the convection terms mainly generate vorticity in non-reacting and reacting flows. The baroclinic torque term generates vorticity, while the viscous and the volumetric expansion terms attenuate vorticity in reacting flow. Furthermore, the contribution of volumetric expansion term on total circulation for air-side vortex is much larger than that of fuel-side vortex. It is also estimated that the difference of total circulation near stagnation plane according to the direction of vortex generation mainly attributes to the convection term.