• 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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• 2009.12a
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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.

• 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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• 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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.3
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• pp.977-985
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• 2012

Performance optimization of a small engine intake port has been studied through computational and experimental approach. Port angle, flange area and port shape are very important design parameters affecting performance of an intake port. Especially, radius of curvature of intake port inner surface has major effect on the flow coefficient of an intake port. As increasing port angle and flange area, flow coefficient is increased because pressure distribution and pressure gradient in the intake port are improved. Even though computational results over-predict maximum 8% compared with experimental result, they describe the tendency of flow coefficient according to the design parameters. Optimized intake port shows about 4.5% improved flow performance.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.6
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• pp.2575-2580
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• 2013

An intake port for Range Extender engine has been developed using CFD technique. Three dimensional intake port model has been built and computational analysis has been performed. Computed non-dimensional flow coefficient, swirl ratio and swirl number have been compared with the experimental result. Convex and concave curvature of the intake port have been optimized to reduce recirculation flow and flow resistance. Finally, the mean flow coefficient is 0.383 and the mean swirl number is 1.544. The intake port shows relatively excellent performance compared with those of general 2 valve engine system intake ports.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.7
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• pp.1408-1418
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• 1992

The valve timing and intake system in SI engine is chosen in order to get the maximum performance at the target rpm. This is a compromise and the performance reduction is expected in a certain rpm range. Therefore, to accomplish the possible engine capacity all over the operation ranges, it is required to investigate the effects of intake system and valve timing on engines more thoroughly. In this paper, it was attempted to examine closely the combined effects on the torque and the volumetric efficiency due to the change of valve timing and intake system dimensions. For this, the inlet port pressure was chosen as a primary parameter to represent engine performance characteristics together with surge tank pressure and induction pressure as secondaries. The inlet port pressure was analyzed in connection with both the secondaries and the performance data. Especially the relation between the inlet port pressure and the torque and volumetric efficiency was investigated on the operating conditions. In this experiment, it was acquired that the performances at specific rpm range could be improved by the combinations of valve timing and intake system. Then it was verified that pressure at a intake system contained useful data for the engine performance. By the analysis of inlet port pressure with the others, it was obtained that the properties of the torque and the volumetric efficiency due to the change of valve timing and intake conditions were able to be defined by the average and the maximum inlet port pressures, the pressure near before the intake valve closing(IVC) point as well as the pressure at IVC point during the intake valve opening duration. These results could be applied to almost all over the experimental conditions.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.526-530
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• 2009

본 연구은 자동차용 가솔린엔진에 장착되는 인젝터의 연료공급 특성에 대한 것으로, 가솔린 엔진의 전자제어식 포트 연료분사는 분무장치와 흡기포트의 최적화 및 분무특성이 우수해야 엔진의 성능 향상 및 배기가스 저감의 목적을 이룰 수 있다. 4홀과 12홀 인젝터의 장착각 변화와 포트 마스킹의 형상변화에 따른 벽유량을 측정?분석하였고 분무가시화 실험을 통하여 분무성장과정과 분사각, 연료미립화 및 분무도달거리를 분석하였다. 벽류측정 실험을 통하여 벽류는 미립화정도와 흡기유동과 유속에 가장 큰 영향을 받는 것으로 판단되며, 12홀 인젝터 대비 4홀 인젝터는 분무압력에 따라 분무특성의 변화량이 크게 나타났다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.4 no.3
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• pp.21-27
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• 1999

In this paper, tile characteristics of flow resulting from the configurations of piston head and intake-port of the cylinder in a gasoline-direct-injection engine are investigated numerically. Calculations are carried out from intake process to the end of compression. GTT code which includes the third order upwind Chakravarthy-Osher TVD scheme and κ-ε turbulence model with the law of wall as a boundary condition. As a result, a piston head with a smaller radius of curvature and larger radius gives stronger reverse tumble. It is also shown that as the maximum tumble ratio increases by the configuration of the intake-port the tumble ratio at the end of compression stroke increases. It is concluded that flows at the end of compression stroke can be controlled by the optimum design of intake-port and piston head.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.24 no.4
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• pp.512-518
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• 2000

A wall fuel-film flow model is developed to predict the effect of a wall-fuel-film on air-fuel ratio in an SI engine in transient conditions. Fuel redistribution in the intake port resulting from charge backflow and a simple liquid fuel behavior in the cylinder are included in this model. Liquid fuel film flow is calculated of every crank angle degree using the instantaneous air flow rate. The model is validated by comparing the calculated results and corresponding engine experiment results of a commercial 4 cylinder DOHC engine. The predicted results match well with the experimental results. To maintain the constant air-fuel ratio during transient operation. the fuel injection rate control can be obtained from the simulation result.