• Journal of Power System Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.18-25
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• 2007

제 2세대 직접분사식 가솔린 기관에서 6공 연료분사기의 연료분무특성을 관찰하였다. 실험에 사용한 직접분사식 가솔린 기관은 2개의 흡입밸브와 2개의 배기밸브를 갖는 텀블형 Spray Guided 연소실과 Quartz로 제작된 실린더 라이너와 실린더 헤드 창으로 구성되어 있다. 선회유동을 유도하기 위하여 흡입매니폴드에 선회유동 제어밸브를 부착하였다. 2차원 Mie 스캐터링 기법을 이용하여 연료분사시기, 연료분사압력과 실린더 내 유동 및 냉각수 온도가 연료분무에 미치는 영향을 관찰하였다. 실험결과로는 흡기과정동안 흡기 선회유동은 분사된 연료의 공간적 분포에 크게 작용하였고, 압축과정동안에는 텀블 및 선회유동의 영향이 흡기과정에 비해 크지 않음을 확인하였다. 또한 성층연소를 위해서 압축과정에서 연료를 분사하는 경우 고압의 연료분사압은 분무도달거리의 성장을 촉진시키나 상승하는 피스톤과 이로 인한 실린더 압력의 상승으로 분무도달거리의 성장이 억제됨을 확인할 수 있었다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.57-60
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• 2012

본 연구에서는 현재 국내외에서 연구 중인 Blended Wing Body(BWB) 항공기의 엔진흡기 유동을 해석하기 위해 익형과 비행조건을 변화시켜 가며 전산유체해석을 수행하였다. 엔진의 위치에 따라 엔진이 효율적으로 동작하기 위한 조건인 흡기에서의 유동 속도와 그 분산을 중심으로 해석한 결과 익형 표면에서는 경계층의 영향으로 엔진흡기에서 유동속도가 낮고, 속도분산이 높음을 확인할 수 있었다. 한편, 익형 아랫면에서는 높은 비행속도에서 속도분산이 급격히 증가하였다. 이를 통해, 해석에 사용한 익형이 BWB의 동체로 활용하기에 적합한 엔진흡기조건을 갖는지 판별하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.992-995
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• 2010

엔진 흡기시스템 중 흡기매니폴드는 가솔린엔진의 성능을 결정하는 매우 중요한 성능 인자이다. 본 연구에서는 1400cc급 가솔린 엔진용 흡기 매니폴드에 대한 유동해석과 리그 실험을 수행하였다. 압력차에 따른 유동 및 유량계수의 해석을 통하여 유동특성을 분석하였으며 실험적 평가를 통하여 공기유량계수의 결과치를 검증하였다. 해석과 실험 결과를 비교 분석하여, 해석값과 실험값의 오차를 확인하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.668-670
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• 2012

본 논문에서는 시작엔진 제작에 앞서 CFD기법을 이용하여 디젤 엔진 흡기포트의 유동 특성을 분석하고자 하였다. 유동 해석 결과 높은 밸브리프트에서는 흡기포트 곡률 최적화로 인해 흡입 공기량이 극대화되었으며, 낮은 밸브리프트에서는 스월 Chamfer를 적용하여 스월유동이 강화된 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.520-525
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• 2009

본 연구은 해석적인 접근을 통하여 소형엔진 흡기포트 설계인자의 변화에 따른 유량계수를 고찰하였다. 기존모델을 Valve Lift별 유량계수들을 해석하였으며 그 중 유량계수가 일정해지는 구간의 Valve Lift를 기준으로 설계인자 변화에 따른 성능해석을 수행하였다. 결론적으로, 흡기포트 유량계수를 결정하는 중요한 인자는 포트각도와 유선형상임을 확인하였고 이들 값의 최적화를 수행하였다. 흡기포트의 유량계수를 결정하는 설계인자로는 포트각도, 흡기포트의 유선형상, Port Height_Guide, Flange 면적이 있다. 포트각도의 상승이 유량계수를 상승시키지만 그에 따른 굴절 및 Dead Volume의 발생으로 오히려 유량계수 측면에서는 불리한 조건이 되기도 한다. 급격한 형상변화 부분에서 박리현상이 발생되는데 이에 유동을 위한 곡률을 적용하여 급격한 형상변화를 줄여 박리형상을 감쇄시키고, Dead Volume 삭제하여 원활한 유동특성을 만들 수 있다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.674-676
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• 2012

본 논문에서는 3차원 설계데이터가 부재한 디젤엔진 실린더 헤드의 흡기포트 데이터를 확보하기 위하여 리버스 엔지니어링 기법을 적용하였다. 획득된 해석 모델을 이용하여 디젤엔진 흡기포트에 대한 유동해석을 수행하였으며, 텀블 유동과 스월유동의 존재를 해석 결과로서 확인할 수 있었다. 이러한 기법의 적용은 향후 3차원 설계데이터가 부재한 엔진이나 경쟁엔진의 분석에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.295-307
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• 1988

In order to predict performance of the intake manifold, which is dependent on the length and diameter of a resonance pipe, the Fluid Dynamic Model for 4-cylinder diesel engine is developed using two step Lax-Wendroff method to solve the governing equations of air flow in the intake system. Boundary conditions at the intake valve, branch at the manifolds, and pipe end are also modeled. The results of the models are compared with the experimental results of a motored engine. The model is capable of predicting the real phenomena satisfactorily with reasonable computing time.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1674-1682
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• 1991

본 연구에서는 4기통 고속 가솔린 기관의 흡기관 내 유체유동이 체적효율에 미치는 동적효과를 고려하여, 흡기관에 임피던스를 이용한 음향학적 방법을 이용해서 흡기관 최적설계를 해석하고, 기관실험을 통해 그 신뢰성을 확인하고자 한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12b
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• pp.525-528
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• 2011

1400cc급 발전용 엔진 트로틀 바디의 최적화 및 성능 향상을 위하여 유동해석을 수행하였다. 베르누이 정리를 기본으로, 성능을 발휘하는 주요 설계인자인 트로틀 바디 내부의 트로틀 밸브 각도 및 흡기부 곡률 등을 설계 변수로 유동해석을 수행하였다. 벤튜리관 흡입부의 곡률을 증가시켜 트로틀 바디에서 소모되는 흡기저항을 줄였다. 감소된 흡기저항은 펌핑로스를 저감하여 연비향상에 도움이 될 것으로 기대된다. 결과적으로 해석결과 분석을 통하여 최적화된 모델을 제시하였다.