• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.169-169
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• 2011

진공펌프의 성능을 나타내는 여러 파라미터가 있지만 가장 중요한 성능지표는 역시 배기속도라고 할 수 있다. 배기속도는 물리적으로 체적유량(volume flow rate, L/s 또는 m3/hr) 즉 단위시간당 펌프 흡기구에 들어오는 기체의 체적을 가리킨다. 펌프 흡기구 단면을 지나가는 체적을 직접 측정하는 것은 거의 불가능하므로 진공 전문가들은 흡기구로 들어가는 기체 유량(flow rate, mbar${\cdot}$L/s 또는 Pa${\cdot}$m3/s)과 흡기구 압력(mbar 또는 Pa)을 측정한 후 유량을 압력으로 나누어 주는 방식으로 배기속도를 측정한다. 유량은 표면 기체 방출을 고려하더라도 실용적인 측면에서 보면 위치에 상관없이 불변하는 값으로 볼 수 있어서 유량을 어떻게 정밀하게 잴 것인가 하는 방법만 있으면 편리한 위치에서 측정하면 된다. 반면에 압력을 정밀하게 측정하는 방식은 확립되어 있지만 막상 어디서 측정하는 것이 옳은가 하는 것은 의외로 쉽지 않다. 펌프의 배기속도를 측정하는 상황을 몇 가지로 가정해 보면, 규격에 입각한 표준용기에 달아 정식으로 재는 것, 게이지가 부착된 마구리판을 달고 간이로 재는 것, 펌프가 사용되고 있는 시스템 현장에서 재는 것이 있을 수 있고 펌프가 달려 있는 상태도 직접 용기에 달거나, 도관 또는 어댑터 및 밸브를 통해 달리는 경우가 있다. 앞에서 펌프 배기속도 계산 시 사용하는 흡기구 압력이란 엄밀히 말하면 흡기구를 바라보는 방향으로 가해지는 압력을 말하는데 이는 진공 게이지를 펌프 흡기구 면에서 상류를 향하도록 놓을 때 얻을 수 있는 값으로 막상 실행하는 것은 어렵다. 표준용기의 구조는 진공 게이지를 특정 위치에 달 때 마치 흡기구 면에 놓인 게이지처럼 흡기구 압력을 정확하게 측정할 수 있도록 고안된 것이지만 때에 따라서는 여러 변형된 측정 방식을 사용할 수밖에 없는 상황이 만들어지므로 어떤 보정을 거치면 올바른 배기속도 값을 구할 수 있는지 살펴볼 필요가 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.538-541
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• 2009

소형엔진의 성능을 결정하는 흡기시스템 중 흡기포트는 매우 중요한 설계인자이다. 본 연구는 흡기포트에 대한 성능실험 및 CFD(Computaional Fluid Dynamics) 해석을 통하여 흡기 성능을 파악하고, 이러한 일련의 실험과정을 학습하여 제품의 성능 평가 절차를 정립하고 성능을 개선하는데 그 목적이 있다. 흡기 성능평가를 위해 리그를 구성하여 실험과 해석을 진행하였으며 이를 통하여 공기유량계수 값을 획득하였다. 공기유량계수 값은 밸브 리프트 변화에 따른 표준 밸브리프트로 환산한 값을 사용하였다. 실험적 연구를 통하여 기존 소형엔진 흡기 포트의 평가에 대한 기준을 제시하였고, 이는 소형엔진 흡기포트 설계 후 성능 평가를 위한 중요한 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.423-429
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• 2012

밀러 사이클은 저배기 및 고효율 달성으로 Tier II 규제뿐만 아니라 $CO_2$ 저감을 동시에 달성할 수 있는 기술로 알려져 있다. 그러나 이를 위해서는 충분한 흡입공기량이 확보되어야 하며 흡기계통은 공기저항을 최소화할 수 있는 형상으로 개선되어야 한다. 본 연구에서 흡기계통 설계 및 사이클 해석에 활용하기 위한 기초 자료 확보를 위해 흡기밸브의 유량계수를 측정하였다. 유량계수 측정에는 정상유동장치를 이용하였다. 중속 박용기관에 사용되는 포핏 밸브를 대상으로 실험을 수행한 결과, 흡기밸브 유량계수는 밸브양정의 증가에 따라 약 0.62까지 지속적으로 증가하는 경향이며 행정/보어 비와는 무관한 흡기밸브 고유의 특성이 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.4718-4725
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• 2011

본 연구는 성능 해석을 통하여 1600cc급 흡기매니폴드의 흡기유량 및 분배특성에 대한 연구를 수행하였다. 일차원 엔진 성능해석 프로그램과 3차원 유동해석프로그램을 이용하여 해석을 수행하였다. 흡기 매니폴드의 정상상태 유동해석을 수행한 결과, 일차원 유동해석과 3차원 유동해석의 유량계수 표준편차는 1% 미만으로 우수한 분배특성을 나타내었다. 일차원 해석 결과가 3차원 결과 대비 미소하게 증가된 결과를 보였지만 동등한 유량계수 경향성을 나타냈다. 비정상상태 해석은 분배특성 측면에서 정상상태 해석 결과와 유사한 결과를 보였으며, 정상상태 해석결과를 통한 비정상상태 분배특성의 예측이 가능함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.977-985
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• 2012

본 연구에서는 유동해석과 실험을 통하여 소형엔진 흡기포트의 성능 최적화를 수행하였다. 포트각, 플랜지면적 및 포트형상은 흡기포트의 성능을 결정하는 중요한 설계인자이다. 특히 가공곡률이 공기유량계수에 매우 중요한 영향을 미치는 핵심인자임을 확인하였다. 포트각과 플랜지면적이 증가하면, 흡기포트내의 압력분포와 압력기울기가 개선되어 공기유량계수가 개선되었다. 유동해석 결과는 플로우박스 실험결과 대비 최대 8% 오차를 보였으나, 설계변수에 따른 공기유량계수 경향을 우수하게 반영하였다. 최적의 설계변수를 적용한 흡기포트 모델은 양산모델 대비 약 4.5% 개선된 공기유량계수 성능을 나타내었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.308-315
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• 2013

물혼합 에멀젼 기술은 물의 급속한 분리에 의하여 불안정한 연소를 나타낸다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있는데, 본 연구에서는 연료펌프입구까지 혼합연료를 순환시킴으로써 물의 분리를 최소화하는 하이브리드형 혼합장치의 성능을 분석하였다. 원통형 실험용 보일러에 버너를 부착하였으며 연료와 물의 유량을 조절하고 흡기유량을 제어하면서 배기농도와 화염온도를 계측하였다. 실험결과 배기농도와 화염온도를 유사하게 유지하는 경우 연료 소모율이 12% 저감되었으며, 흡기 유량과 디젤유 유량을 동일하게 유지하는 경우 질소산화물이 45.5%, 일산화탄소가 98.5% 스모크가 97.2% 감소하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제18권1호
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• pp.16-20
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• 2013

The investigation was conducted to analyze the exhaust emission characteristics in diesel engine according to intake air mass flow. In this study, the test diesel engine with a 5,899 cubic centimeter displacement and power of the 260 ps was used to analyze the emission characteristics according to the intake air mass flow. In addition, the test modes were applied by the ND-13 and ETC mode. In order to analyze the emission characteristics, the engine dynamometer with 440 kW and emission gas analyzer (AMA-4000) were utilized. From the experimental results, it is revealed that the NOx and HC emissions in the intake air mass flow of large amount have high levels compared to those in the intake air mass flow of small amount in the ND-13 mode. However, the PM emission was shown the opposite trend in the NOx and HC emission due to the trade-off relation between the NOx and PM.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.92-101
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• 1996

In a gasoline engine, the characteristics of air flow is very important not only for the design of the intake system geometry bout also for the accurate measurement of the induction air mass. In this study, an air flow rate measurement of the induction air mass. In this study, an air flow rate measurement was conducted by using the hot wire flow meter at the upstream of the intake port and the throttle. At the upstream of the throttle, the overshoot phenomena of the air flow rate by fast throttle opening were analyzed with choked flow. At the upstream of the intake port, the cylinder variation of the air flow rate and the difference between fast throttle opening and closing were showed during the unsteady state by the throttle step change. The results of this study can be used for the design of the throttle valve geometry and cylinder by cylinder control.