• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.445-455
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• 2010

본 연구에서는 실제 로켓엔진 및 가스터빈용 연소기 내부의 열음향 불안정을 효과적으로 예측하기 위하여, 헬름홀츠 방정식과 시간지연모델을 이용한 3차원 유한요소법 해석코드를 개발하였다. 연소응답항에 의해 수치적으로 야기되는 비선형성은 반복법으로 선형화 하였으며, Arnoldi 방법을 사용하여 대용량 고유치 문제를 해석하였다. 해석결과인 복소각주파수와 음향 압력장을 통해 각 음향모드의 공진주파수, 진폭의 증폭/감쇠 여부 그리고 모드 형태를 예측할 수 있다. 이론해가 존재하는 두 가지 문제를 통해 출구 임피던스와 예혼합 화염이 종 방향 음향장에 미치는 영향에 대한 예측 정확도를 평가하였으며, 배플 유무에 따른 횡 방향 음향 모드의 주파수 변이를 상온 음향시험 결과와 비교/검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.47-57
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• 2012

고에너지 물질의 연소 현상을 해석하기 위하여 반드시 필요한 반응속도식과 이를 구성하고 있는 미 정상수를 결정하는 이론적 방법을 제안하였다. 개선된 I&G 모델은 기존의 반응속도식이 갖던 문제점들을 효과적으로 극복하면서 동시에 중요한 물리적 의미를 내포하는 형태로 제안되었다. 이는 공극붕괴(void collapse)로 인한 hotspot의 생성을 의미하는 점화 모델과 폭굉(detonation)으로의 천이를 의미하는 화염 발달 모델의 합으로 구성되어 있다. 또한 함께 소개된 이론적 모델은 고에너지 물질의 수치해석 기법인 Hydrocode를 사용하기 전에 미정상수 $b,\;G,\;x,\;I$를 결정함으로써 특정 고에너지 물질의 연소 특성을 규명하는데 사용된다. 이론적 방법은 기존의 고에너지 물질의 연소 시험을 모사한 수치해석적 방식보다 효율적이고 정확도가 높은 결과를 제공하므로 진일보 된 방법이라고 할 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.383-391
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• 2020

연구목적 : 에너지 저장실의 외부 화염에 의한 내부자기 점화 및 점화를 식별하고, 과열로 인한 점화와 외부 열원에 의한 점화의 차이를 분석하는 것이다. 연구방법 : 분리막 녹는점 측정, 배터리 외부 수열 실험, 배터리 과충전 실험, 과충전과 외부수열에 의한 연소 시 전극 판 비교분석, 과충전 연소 특징, 외부수열 화재 연소특징, 3.4(전극판 비교)/ 3.5(과충전)/ 3.6(외부수열) 분석 실험을 하였다. 연구결과: 화재 발생 시까지 센서의 위치에 따른 온도 차이가 극심했음으로 기존처럼 한 모듈 당 온도 센서 두 개로는 측정값이 부족해 온도제어를 통한 화재를 사전에 방지할 수 없다고 판단한다. 결론: 단락이 점화원으로 작용하여 혼합가스에 착화돼 가스폭발이 발생하고, 폭발 압력에 의해 전극이 잘게 파손되며, 가루형태의 리튬산화물이 불꽃반응에 의해 폭죽과 유사한 불꽃이 분출되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.207-212
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• 2016

신뢰성 및 반복성을 포함한 장점을 갖고 있는 고주파 유도 경화는 많은 산업분야에 사용된다. 고주파 유도 경화는 화염을 이용하지 않고 최소한의 시간에 에너지-효율적인 가열방법을 제공하는 비접촉식 방법이다. 최근, 유한요소법을 이용한 고주파 유도 경화가 적극적으로 연구되고 있지만, 이들 연구는 단지 분석의 정확도에 초점을 맞추고 있다. 본 논문에서는 코일 및 입력 전원을 동일한 형태의 조건에서 가변 주파수를 적용하여 해석하고 실험결과와 비교하였다. 해석과 실험 결과는 최적의 주파수인 3kHz를 사용하였을 때 경화 깊이가 거의 동일함을 보인다.

• 한국가스학회지
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• 제16권4호
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• pp.59-64
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• 2012

LPG 저장설비에 부착된 압력방출밸브 방출관으로부터 분출된 가스의 확산에 대해 검토하였다. 통상 방출관은 안전한 장소인 수직 상방향으로 분출되도록 설치되어야 하며, 방출된 가스가 착화되더라도 저장탱크, 장치, 배관에 화염이 닿지 않도록 설치되어야 한다[1][2]. 그러나 우리나라에서는 방출구를 통한 분출방향에 대한 기준이 없이 다양한 방출구 형태가 존재한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 방출방향 즉 수직상방, 수직하방, 수평 2, 수직 4방향에 대해서 고려하였다. 방출구로부터 분출된 가스의 확산 시뮬레이션은 상용소프트웨어인 FLACS를 사용하였다. 이를 통해 수직하방, 수평 2, 수직 4방향으로 분출하도록 방출구를 설치하는 것은 지면에서의 착화를 방지하는 데 불리한 것으로 나타났다. 따라서 안전밸브로부터 분출된 가스를 방출구를 통해 안전하게 분출하기 위해서는 수직상방으로 분출되는 것이 최선임을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권2호
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• pp.72-79
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• 2003

고체 추진제의 소화를 위한 연소실 압력 강하시 금속입자들에 의한 복사열전달에 동적소화에 미치는 영향을 알아보았다. AP:Binder의 화학반응으로 발생하는 전도열 플럭스를 구하기 위해 화염모델을 사용하였으며, 금속입자들에 복사열 플럭스를 구하기 위해 연소흐름 모델을 사용하였다. 연소실은 크기가 무한대인 경우와 노즐에 의해 제한된 형태 두 가지를 선택하여 계산을 수행하였다. 계산에 사용된 추진제 조성을 AP:Al:CTPB=76:10:14이며 최종압력 이후, 총 열 플럭스 중 복사열 플럭스가 차지하는 비중은 5~6%정도로 나타났다. 연소실 크기가 무한대인 경우, 복사열전달을 고려한 경우의 임계 압력강하율이 복하열을 고려하지 않은 경우보다 45% 크게 나타났다. 이는 복사열전달이 동적소화에 큰 영향을 미치는 것을 보여주는 것이다.

• 한국연소학회지
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• 제15권3호
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• pp.8-14
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• 2010

Fuel processing systems which convert fuel into rich gas (such as stream reforming, partial oxidation, autothermal reforming) need high temperature environment ($600{\sim}1,000^{\circ}$). Generally, anode-off gas or mixture of anode-off gas and LNG is used as input gas of fuel reformer. In order to make efficient and low emission burner system for fuel reformer, it is necessary to elucidate the combustion and emission characteristic of fuel reformer burner. The purpose of this study is to develop a porous premixed flat ceramic burner that can be used for 1~5 kW fuel cell reformer. Ceramic burner experiments using natural gas, hydrogen gas, anode off gas, mixture of natural gas & anode off gas were carried out respectively to investigate the flame characteristics by heating capacity and equivalence ratio. Results show that the stable flat flames can be established for natural gas, hydrogen gas, anode off gas and mixture of natural gas & anode off gas as reformer fuel in the porous ceramic burner. For all of fuels, their burning velocities become smaller as the equivalence ratio goes to the lean mixture ratio, and a lift-off occurs at lean limit. Flame length in hydrogen and anode off gas became longer with increasing the heat capacity. In particular, the blue surface flame is found to be very stable at a very lean equivalence ratio at heat capacity and different fuels. The exhausted NOx and CO measurement shows that the blue surface flame represents the lowest NOx and CO emissions since it remains very stable at a lean equivalence ratio.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.211-216
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• 2012

화석 에너지 고갈에 따라 에너지의 합리적 이용이 요구되면서 가용 에너지를 고려한 열에너지의 계단식 활용이 적극적으로 검토되고 있다. 이와 같은 배경에서 1 kW 급의 스털링 엔진을 기반으로 한 열병합발전 시스템이 분산 에너지 시스템을 구축하는 단위로서 제안되었다. 1 kW 의 용량은 가정용에 적합하며, 가정에서 활용하기 위해서는 공간을 작게 차지하도록 하면서도 소음과 유해가스의 배출을 철저하게 차단해야 한다. 이러한 조건들을 충족시키며 효율이 높은 시스템을 개발하기 위하여 슬롯 형태의 예혼합 버너를 제안하였고 버너의 연소 특성을 파악하기 위하여 일련의 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 화염의 형상을 촬영하여 연소부하 및 공기비에 따른 연소 모드를 관찰하였고 배가스를 분석하여 연소 모드에 따른 배기 특성을 연구하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.91-96
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• 2008

본 연구에서는 화재사례를 기반으로 원적외선 히터에서 출화된 화재의 원인 분석에 관하여 연구하였다. 전기히터의 화재는 열선에 용융 흔적으로 판단하여 과열 사고로 취급하는 오류를 범하기 쉽다. 이에 대해 히터의 화재 원인 규명에 있어서 객관적인 자료를 확보하기 위한 방법으로 정상 제품과 비교하여 다양한 재현 실험 및 분석기기를 이용하여 화재 원인을 분석하였다. 열선에 부착된 용융 흔적은 다른 금속 물질에 의한 층간 단락의 형태를 보이나 SEM/EDX로 성분분포를 분석한 결과 철-크롬-알루미늄이 혼합된 열선의 성분이외에 다른 금속 물질은 발견되지 않았다. 또한 층간단락 및 과전압에 의한 과열 실험을 수행한 결과 정상보다 높은 발열 상태를 보이나 화재 가능성은 없었다. 본 논문에서는 원적외선 히터에서 발생한 화재의 원인 분석을 토대로 하여 소손된 전열기의 화염 특성 및 물리 화학적 특성을 입체 분석하여 전기재해 원인 분석의 과학화에 기여하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.84-91
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• 2016

물품이 수직 집약적인 형태로 적재되는 랙크식 창고는 화재발생 시 화염의 급속한 상승으로 인해 그 피해가 매우 심각하다. 이에 ESFR 및 In-Rack 스프링클러, 수직 및 수평차단막 등, 다양한 소화설비 적용을 통해 화재확산 억제에 노력하고 있으나 랙크의 크기 및 적재밀도, 적재물품의 종류 등, 매우 다양한 구성조건으로 인해 적절한 소화설비 선정에 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 현장조사 및 설문조사 등을 통해 국내 랙크식 창고 실정을 반영한 표준랙크를 제작하였으며, 발화위치 조건에 따른 화재특성 확인을 위해 실규모화재시험을 수행하였다. 이를 통해 도출된 화재확산속도는 향후, 개발 및 적용 예정 소화설비들의 성능비교를 위한 기초자료로서 유용하게 활용될 것으로 기대한다.