• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권1호
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• pp.26-32
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• 2015

During the course of a severe accident in a light water nuclear reactor, large amounts of hydrogen can be generated and released into the containment during reactor core degradation. Additional burnable gases [hydrogen ($H_2$) and carbon monoxide (CO)] may be released into the containment in the corium/concrete interaction. This could subsequently raise a combustion hazard. As the Fukushima accidents revealed, hydrogen combustion can cause high pressure spikes that could challenge the reactor buildings and lead to failure of the surrounding buildings. To prevent the gas explosion hazard, most mitigation strategies adopted by European countries are based on the implementation of passive autocatalytic recombiners (PARs). Studies of representative accident sequences indicate that, despite the installation of PARs, it is difficult to prevent at all times and locations, the formation of a combustible mixture that potentially leads to local flame acceleration. Complementary research and development (R&D) projects were recently launched to understand better the phenomena associated with the combustion hazard and to address the issues highlighted after the Fukushima Daiichi events such as explosion hazard in the venting system and the potential flammable mixture migration into spaces beyond the primary containment. The expected results will be used to improve the modeling tools and methodology for hydrogen risk assessment and severe accident management guidelines. The present paper aims to present the methodology adopted by Institut de Radioprotection et de $S{\hat{u}}ret{\acute{e}}$ $Nucl{\acute{e}}aire$ to assess hydrogen risk in nuclear power plants, in particular French nuclear power plants, the open issues, and the ongoing R&D programs related to hydrogen distribution, mitigation, and combustion.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.87-92
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• 2021

본 연구에서는 plunger 타입 유량조절장치를 적용한 가스발생기의 지상연소시험에서 발생한 현상에 대하여 해석적 접근을 수행하였고, 추후 가스발생기 설계에 요구되는 설계인자를 파악하였다. 토출관 내 연소 생성물이 부착되지 않은 경우의 압력상승은 콘 형태의 침식연소를 가정한 해석 결과와 경향이 유사하였으며, 다른 시험 결과에서의 압력상승은 침식연소와 함께 토출관 내 연소 생성물 부착에 따른 토출 특성 변화를 가정하여 해석한 결과와 유사한 경향을 보였다. 또한, 동일한 토출 특성 변화 상수에 대해 압력지수의 영향을 비교한 결과, 지상연소시험에서 수행한 그레인 형상과 토출면적에 대해 압력지수 0.45 이상의 경우에 연소 생성물 부착이 연소실 압력에 미치는 영향이 매우 큰 것으로 파악되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.218-222
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• 2011

이리듐 촉매의 국산화 개발과정에서 고온/고압으로 인한 촉매파손, 유실, 소결현상 등이 관찰되었고, 이렇게 손상된 촉매대로 인하여 추력기의 성능이 저하된다고 보고되었다. 이에 본 논문의 연구에서는 촉매대를 1차원 다공질성 매질로 가정, 모델링하여 수치해석코드를 개발하였다. 개발된 수치해석코드는 실험데이터와 비교하여 검증하였으며, 촉매유실에 의해 변하게 되는 촉매대의 공극률을 변화시켜 다양한 경우의 촉매유실을 가정하여 해석을 수행하였다. 이를 통하여 촉매유실이 하이드라진과 암모니아의 분해반응에 끼치는 영향을 연구하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1218-1226
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• 1994

The shock tube is a useful device for investigating shock phenomena, spray combustion, unsteady gas dynamics, etc. Therefore, it is necessary to analyze exactly the flow phenomena in shock tube. In this study, the mechanics of its reflected shock zone has been investigated by using of the one-dimensional gas dynamic theory in order to estimate the transition from initial reflection of shock wave region. Calulation for four kinds of reflected shock tube temperature (i.e. (a) 1388 K (b) 1276 K (c) 1168 K (d) 1073 K) corresponding to the experimental conditions have been carried out sumarized as follows. (1) The qualitative tendency is almost the same as in that conditions in region of reflected wave region. (2) High temperature period (reflected shock wave temperature) $T_{5}$, exists 0-2.65 ms. (3) Transition period from temperature of reflection shock wave is far longer than the calculated one. This principally attributed to the fact that the contact surface is accelerated, also, due to the release of energy by viscoity effect. This apparatus can advance the ignition process of a spray in a ideal condition that involved neither atomization nor turbulent mixing process, where, using a shock tube, a column of droplets freely from atomizer was ignited behind a reflected shock.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.9-20
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• 1994

본 논문은 수직평판 위에 형성된 층류 확산화염의 현상적인 문제를 파악하는 수치적 연구를 수행하였다. 수치적 방법으로는 Keller-box method를 사용하였다. 지배방정식은 매우 얇은 화염면 가정을 도입하여 간단화 시킬 수 있으며, 에너지와 화학성분 식은 Schvab-Zeldovich 변수를 이용하여 무차원화 하였다. 물리적 공간은 연소영역과 전파영역으로 나누었고, 복사열전달을 고려하였다. 연구의 결과, 층류확산 화염의 전형적인 현상들이 관찰되었으며, code의 신뢰성을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 복사열손실의 영향에 따른 제반 현상들을 파악하여 비교, 분석할 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제5권4호
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• pp.12-32
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• 2000

The recent trends in numerical simulation of various spray phenomena are reviewed in this article. Major subtopics are atomization/breakup, collision/coalescence, wall collision, interfacial transfer, droplet dispersion, two-phase injection and spray combustion. Each submodel has been under continuous refinement and validation against more extensive data base by advanced laser diagnostic techniques. Most uncertainty in current spray simulations come from these physical submodels, not from excessive computational constraints.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1988년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 한국전력공사연수원, 서울; 21-22 Oct. 1988
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• pp.214-218
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• 1988

This paper suggests mathemathical engine model which can simulate generalized gasoline engine. Suggested engine model contains air/fuel inlet element, intake manifold, combustion, engine dynamics. In order to analyze a gasoline engine, physical characteristics of engine and steady state engine data should be controlled. In adaptation for abrupt change of circumstance or drive conditions, this model can analyze important physical phenomena in the intake manifold by computer simulation. This model can also evaluate statuses of drive under various working conditions precisely. Therfore, this model suggests basic datum to evaluate the engine system which are needed in designing and development of engine controller.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.32-33
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• 2003

Mechanism of a periodic oscillation of shock-induced combustion over a two- dimensional wedges and axi-symmetric cones were investigated through a series of numerical simulations at off-attaching condition of oblique detonation waves(ODW). A same computational domain over 40 degree half-angle was considered for two-dimensional and axi-symmetric shock-induced combustion phenomena. For two-dimensional shock-induced combustion, a 2H2+02+17N2 mixture was considered at Mach number was 5.85with initial temperature 292 K and initial pressureof 12 KPa. The Rankine-Hugoniot relation has solution of attached waves at this condition. For axi-symmetric shock-induced combustion, a H2+2O2+2Ar mixture was considered at Mach number was 5.0 with initial temperature 288 K and initial pressure of 200 mmHg. The flow conditions were based on the conditions of similar experiments and numerical studies.[1, 3]Numerical simulation was carried out with a compressible fluid dynamics code with a detailed hydrogen-oxygen combustion mechanism.[4, 5] A series of calculations were carried out by changing the fluid dynamic time scale. The length wedge is varied as a simplest way of changing the fluid dynamic time scale. Result reveals that there is a chemical kinetic limit of the detached overdriven detonation wave, in addition to the theoretical limit predicted by Rankine-Hugoniot theory with equilibrium chemistry. At the off-attaching condition of ODW the shock and reaction waves still attach at a wedge as a periodically oscillating oblique shock-induced combustion, if the Rankine-Hugoniot limit of detachment isbut the chemical kinetic limit is not.Mechanism of the periodic oscillation is considered as interactions between shock and reaction waves coupled with chemical kinetic effects. There were various regimes of the periodicmotion depending on the fluid dynamic time scales. The difference between the two-dimensional and axi-symmetric simulations were distinct because the flow path is parallel and uniform behind the oblique shock waves, but is not behind the conical shock waves. The shock-induced combustion behind the conical shockwaves showed much more violent and irregular characteristics.From the investigation of characteristic chemical time, condition of the periodic instability is identified as follows; at the detaching condition of Rankine-Hugoniot theory, (1) flow residence time is smaller than the chemical characteristic time, behind the detached shock wave with heat addition, (2) flow residence time should be greater than the chemical characteristic time, behind an oblique shock wave without heat addition.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.135-140
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• 2006

충돌형(FOOF) 분사기의 불안정 영역을 결정하기 위해 질소분사 음향시험을 수행하였다. 파이프와 오리피스 형상을 가지는 분사기 내 산화제 부분에서 유동속도에 비례하고, 비정상적으로 jumping하는 특정 주파수를 가지는 whistling이 발생한다. 동일한 조건의 연소시험과 비교해 본 결과 whistling 현상은 연소현상에는 영향을 주지 않는다. 질소분사 음향시험과 연소시험에서 얻은 연소실 내 1T1L mode의 damping factor를 비교하여 불안정 영역을 구해보면, 비슷한 조건에서 불안정 영역을 가진다. 이것은 유동의 충돌, 혼합에 의한 유동불안정 현상이 연소시험에서 연소불안정을 발생시키는 주요한 인자임을 의미 한다.