• 한국항공우주학회지
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• 제34권2호
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• pp.68-74
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• 2006

가스터빈 슬링거 연소기의 연소특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연소실험을 위한 시험리그를 제작하여 한국항공우주연구원의 연소시험설비에 설치하였다. 점화성능 시험결과 점화한계에 영향을 주는 두개의 중요한 인자를 발견할 수 있었다. 첫 번째는 연료노즐의 회전수이고, 두 번째는 질량유량이다. 좋은 점화성능을 가지기 위해서는 연료노즐의 회전속도와 공기유량을 증가시킴으로서 가능하다. 연소성능 시험결과 연소효율은 99.6%, 패턴 팩터는 15%, 프로파일 팩터는 3%로 측정 되었다. 연구결과 슬링거 연소기의 점화와 연소특성은 기존의 환형 연소기에 비하여 상당한 차이점을 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1789-1798
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• 1994

This paper aimed for numerical simulation of complicated gas turbine combustor with swirler. For the convenience of numerical analysis, fuel nozzle and air linear hole areas of secondary and dilution zone, which are issued to jet stream, were simplified to equivalent areas of annular type. In other to solve these problems, imaginary source terms which are corresponded to supplied fuel amount were added to those of governing equation. Chemical equilibrium model of infinite reaction rate and $k-{\epsilon}-g$ model with the consideration of density fluctuation were applied. As the result, swirl intensity contributed to mixing of supplied fuel and air, and to speed up the flame velocity than no swirl condition. Temperature profiles were higher than experimental results at the upstream and lower at the downstream, but total energy balance was accomplished. As these properties showed the similar trend qualitatively, simplified simulation method was worth to apply to complicated combustor for predicting combustion characteristics.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권7호
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• pp.1022-1029
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• 1998

The relation of the inlet fuel distribution, velocity, and overall equivalence ratio to the stability of a lean burning no-swirl dump combustor was examined. Premixed or partially premixed natural gas was introduced into the air stream, which flowed to the dump region through an annular inlet pipe. Inlet air was preheated upto 400 deg.C. Combustion instability was observed to occur at higher value of equivalence ratio (> 0.6) as the degree of unpremixedness was increased. Instabilities exhibited a dominant frequency of ~ 500 Hz, which corresponded to a half wave mode of combustor. CH chemiluminescence and pressure fluctuations were in-phase when combustion instabilities occurred. Acetone LIF images revealed that there was a strong fuel concentration gradient across the inlet annulus. Phase resolved OH LIF images showed that inlet fuel distribution was affected by the combustion instabilities.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.247-251
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• 2010

It is very difficult to understand and estimate the heat transfer and flow characteristics in the combustor, which is one of main components in the Auxiliary Power Unit (APU), because its flow filed has very complex structure. In this paper, specified is characteristics of injection and flow through different air goles in the liner, which consist of large circular holes film cooling holes, and tangential air swirl holes. The durability of the liner depends on whether the surface of the liner is exposed to the hot gas over 1000 $^{\circ}C$ of a temperature or net. It is proved that the locations of hot spots estimated from the calculation using CFD are matched well with that from the test. In this study, CFD simulations were performed to examine the heat transfer and temperature distributions in and about a liner wall with film cooling on the wall. This computational study is based on the ensemble average continuity, compressible Navier-Stokes, energy, and PDF combustion equations closed by the standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model with standard wall functions for the gas phase and the Fourier equations for conduction in the solid phase.

• 한국연소학회지
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• 제18권3호
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• pp.24-30
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• 2013

Flame stabilization characteristics of premixed flames in an annular coaxial 5-tubes burner (AC5TB) were investigated experimentally. The AC5TB was made of five quartz tubes, and the flame stabilization conditions in that burner were investigated with the variation of equivalence ratio and the flow velocities. Flame behaviors inside of narrow annular tubes could be observed directly. Overall flame stabilization conditions were similar to that of the previous study, while the flame behaviors and structures were different mainly due to the controlled uniform distribution of the velocities in channels. Flame flashback conditions were thought to be governed by the competition between heat release rate, heat loss and heat recirculation in each channel. Stationary flames at a fixed location were compared in its velocity distribution and burned gas temperature across the channel. This AC5TB can be a basic configuration for the development of flame stabilization model of porous media combustors, and it will help understand about the real behavior of flames in meso-scale combustion spaces.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-9
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• 2014

환형 연소기 내에서의 난류 연소 유동을 해석하고 유동 특성을 도출하기 위해 3차원 large-eddy simulation (LES)를 수행하였다. 연소실 내 복잡한 반응 연소 유동의 화염모사를 위해 level-set flamelet 기법을 적용하였다. 계산 모델로서 GEAE사의 LM6000 환형 싱글 연소기를 이용하였으며 작동 조건은 실험결과에 근거하였다. 연소실 내에서 난류 유동의 중요한 특징인 vortex breakdown과 스월분사기에서 분사되는 연소가스의 팽창으로 인한 중심 재순환 영역, 코너 재순환 영역 등을 관찰하였고, 난류화염 구조를 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2326-2336
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• 1996

So most practical combustor is considered to the swirl flame, it is very important to examinate swirl flame structure and combustion characteristics. Recently, attention has been paid to the flame diagnostic by radical luminous intensity. For swirl flame structure and combustion characteristic, reverse flow boundary, temperature, ion current and radical luminous intensity were measured in the double-coaxial swirl combustor which was used principle of multi-annular combustor. This study had three experimental condition, S-type, C-type, SC-type. S-type and C-type flames were formed recirculation zone, but SC-type flame wasn't formed. C-type flame had two recirculation zone. The position with maximum value of ion current and CH-radical, temperature and OH-radical had similarity distribution almost. Therefore, it is possible that the macro structure of flame was measured by radical luminous intensity in the high intensity of turbulent combustion field which was formed by swirl.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권10호
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• pp.1011-1016
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• 2008

KIVA3V를 이용하여 모형 가스터빈 연소기에서 Jet-A의 분무와 연소에 관한 수치해석을 하였다. 연소기 형상은 6개의 희석홀을 가지며, 스월효과를 고려하였다. 연소 특성을 해석하기 위해 열적 NO 발생을 고려하였다. 다양한 분무각에 대해서 Jet-A 증기, 화염온도 분포와 NO 발생량에 대하여 비교하였다. 분무각이 커질수록 1차 영역에서 연료 증기가 비교적 고르게 나타나게 되며 증발이 더욱 빠르게 되고, 주변 기체와 연료 증기 사이의 혼합이 증가한다. 그 결과 고온부가 넓게 나타나게 되고, 이에 의해 열적 NO 발생이 증가한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.381-386
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• 2007

액체 연료를 사용하는 가스터빈 연소기에서의 분무 및 연소 특성을 알아보기 위해 본 연구에서는 KIVA-3V를 이용하여 애뉼러형 모형 가스터빈 연소기에서 Jet-A의 분무와 연소에 의한 열유동 현상을 수치해석을 통하여 연구하였다. 홀을 통해 유입되는 냉각유동이 있을 경우, 유입 유동이 최적화되지 않으면 액체연료의 분무는 주위 유동장의 영향을 크게 받아 후류에서 SMD가 증가하고, 등가비의 수직적 분포가 일어나기 어렵게 된다. 화염이 연소실의 중앙 부분에서 좌우로 넓게 발생하며, 유동에 의해 화염의 후류가 갈라지는 현상이 있었으며 이로 인해 화염중심부가 분리되고 국소적인 고온부가 생성되어 NO의 발생이 증가하는 영역이 발생하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권2호
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• pp.38-45
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• 2019

본 연구에서는 항공용 가스터빈의 연소실에서의 연소불안정 해석을 위한 고유값 도출을 목적으로 하는 1D 네트워크 모델을 개발하였다. 모델은 면적 변화가 있는 음향 네트워크 요소들 사이의 각종 지배 방정식을 통하여 개발되었고, 이를 이용하여 현재 개발 중인 복잡한 유로 형상을 갖는 실제 항공용 가스터빈 연소기에서의 음향장 해석에 적용되었다. 본 모델을 통하여 도출된 음향장 해석 결과는 3차원 유한요소해석 기반의 헬름홀츠 솔버의 계산 결과와 비교하였다.