• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.331-341
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• 2012

고에너지 물질의 연소 현상을 해석하기 위하여 반드시 필요한 반응속도식과 이를 구성하고 있는 미정상수를 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, I를 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.

• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-12
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• 2013

자동차 배기가스 규제가 강화됨에 따라 천연가스에 수소를 첨가하는 수소-천연가스 혼합연료(HCNG)를 기존의 압축천연가스(CNG) 엔진에 적용하려는 많은 연구들이 진행되고 있다. 그러나 수소의 높은 연소 속도로 인한 역화, 조기착화, 노킹(knocking) 등의 이상연소 발생 가능성은 엔진의 가열 또는 열효율 및 출력의 저하를 야기하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 CNG 연료에 수소를 일정 부분 혼합한 HCNG 연료를 기존의 CNG 엔진에 적용하여 희박연소 한계 확장을 통해 연소 성능 개선을 확인하고, CNG와 HCNG 연료의 노킹 특성을 파악하고자 하였다. 공기과잉율의 변화에 따른 노킹 발생 조건을 관찰함으로써 HCNG 연료의 적용성 및 노킹마진을 평가하고자 하였다. HCNG 연료 사용 시 최적운전조건에서 노킹 문제없이 엔진을 운전할 수 있었으나 노킹이 일어날 수 있는 가능성이 높아져 이에 대한 대비가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권1호
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• pp.95-103
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• 1999

혼합형 고체추진제의 저압하에서의 연소특성을 연소속도측정, 점화 및 정상 연소현상 관찰, 그리고, 소화표면의 구조 관찰의 측면에서 연구하였다. 이를 위하여 OVSB 장치를 제작하였으며, 저압 연소속도 측정기법을 정립하여 혼합형 고체추진제의 저압 연소속도를 측정하였고, OVSB의 연소실에 장착된 창을 통하여 추진제의 점화 및 연소현상을 비디오 카메라를 사용하여 초당 30 장의 속도로 촬영하여 분석하였다. 또한, 급속감압법을 이용하여 얻은 추진제의 소화표면의 구조를 주사전자현미경으로 분석하였다. 시험 대상 추진제들은 대기압 이하(2.0∼15psia)의 저압하에서 압력 지수가 0.6∼0.88로 높은 압력의존성을 보였으며, 추진제에 포함된 금속입자(Al) 함량이 연소속도와 압력 지수에 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 금속함량이 클수록 연소속도가 빨랐으며, 압력 지수는 작았다. 시험대상 추진제들은 2.0psia 부근에서 자체 소화되는 특성을 보였다. 그리고, 연소표면에서의 AP 입자의 분해속도가 바인더의 분해속도 보다 느렸으며, 낮은 압력으로 인해 바인더가 쉽게 기체상태로 승화하는 것으로 판단되었다. Al이 다량 함유된(17.5%) 추진제가 점화성이 우수하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권6호
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• pp.662-670
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• 2005

The effect of heat loss on combustion performance and burning velocity of micro combustors in various conditions were exploited experimentally. Three different gases were used, and various geometric matrixes were considered to figure out the phenomena of combustion in a micro combustor. The micro combustors used in this study were constant volume combustors and had cylindrical shape. Geometric parameter of combustor was defined as combustor height and diameter. The effect of height was exploited parametrically as 1mm, 2mm and 3 mm and the effect of diameter was parameterized to be 7.5 mm and 15 mm. Three different combustibles which were Stoichiometric mixtures of methane and air, hydrogen and air, and mixture of hydrogen and air with fuel stoichiometry of two were used. By pressure measurement and visualization of flame propagation, characteristic of flame propagation was obtained. Flame propagations which were synchronized with pressure change within combustor were analyzed. From the analysis of images obtained during the flame propagations, burning velocity at each location of flame was obtained. About $7\%$ decrease in burning velocity of $CH_4/Air$ stoichiometric mixture compared with previous a empirical result was observed, and we can conclude that it is acceptable to use empirical equations for laminar premixed flame burning velocity to micro combustions. Results presented in this paper will give fine tool for analysis and prediction of combustion process within micro combustors.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권4호
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• pp.485-490
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• 2010

MILD(Moderate and Intense Low Oxygen Dilution)연소는 연소가스의 재순환을 이용하여 화염대의 고온 형성을 최대한 억제하여 질소산화물을 생성 과정에서 저감하는 동시에 연소로의 내부온도를 균일화하여 열 이용 효율을 향상시킬 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 MILD 연소로에서 연료 및 공기 유량으로 당량비를 조절하고, 그 변화에 따른 연소로에서 발생되는 배기가스 및 연소로 내부의 온도 계측을 통하여 MILD 연소기의 특성과 MILD 연소 시 최적 조건을 도출하고자 하였다. 본 연구를 통하여 당량비가 0.71~0.73일 때 MILD 연소가 구현되었으며 MILD 연소 조건에서 온도 균일도와 NOx 및 CO 생성 특성을 평가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권6호
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• pp.98-106
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• 2011

본 논문에서는 많은 가스터빈 산업체 및 연구기관에서 연소불안정 현상과 관련된 변수들을 예측하기 위해 가장 보편적으로 이루어지고 있는 열음향 해석 모델에 대한 기술 소개 및 최근의 연구 동향을 분석하였다. 선형 시스템 해석을 통하여 연소 불안정이 발생하는 고유 주파수 및 불안정 초기 성장률의 예측이 가능하다. 이를 위하여 정의된 시스템에서의 음향파와 열발생율 섭동간의 선형 관계식을 선형 음향 이론으로부터 유도할 수 있고, 이 관계식의 해를 구하기 위해서 가장 중요한 부분은 화염 전달 함수로부터 n-${\tau}$ 함수를 구하여 열발생율 섭동 결과에 대한 정보를 얻는 것이다. 현재까지의 연구 결과로부터 선형 특성 해석에는 상당한 진보가 이루어져 왔고, 실제 가스터빈 연소기에 적용하는 노력이 있었으나, 한계 진폭과 과도기 현상 예측을 위해서 요구되는 비선형 동적 특성 모델링 기술 개발은 현재 간단한 연소기와 버너의 적용에 머물러 있는 실정이다. 실제 복잡한 가스터빈과 같은 연소 시스템에 적용되기 위해서는 비선형 경계 조건을 고려한 시스템 동적 특성 연구와 화염의 비선형 거동을 더욱 정확히 설명할 수 있는 전달 함수에 대한 예측 기술이 선행되어야 한다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.44-51
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• 2005

본 연구에서는 구-구갭을 수평 배치하였을 때, 연소화염에 의한 교류 및 직류 플래시오버전압 특성을 조사하였다. 화염에 의한 플래시오버 극성을 조사하기 위해 전압 및 전류파형을 측정하였으며, 플래시오버가 발생되기 전에 쿨롱력에 의한 화염의 형상 변화를 관찰하였다. 또한 플래시오버 전압의 저하 요인으로서 상대공기밀도의 저하 및 연소화염의 열전리 영향에 대해 고찰하였다. 실험 결과, 구-구갭에서 접지측 전극과 갭길이의 비를 k라고 할 때, 화염위치 k:0(접지측), k=0.5(중앙부) 및 k=1.0(전원측)인 경우 화염에 의한 교류 섬락전압의 평균값은 화염이 없을 때에 비해 각각 79.9, 82.9 및 $87.5[\%]$ 저하되었으며, 또한 화염의 높이 h=0, h=5 및 h=9[cm]일 때 교류 플래시오버 전압의 평균값은 화염이 없는 경우를 기준으로 하였을 때 각각 85.0, 40.8 및 $28.2[\%]$ 저하되었다. 소규모 연소화염에서의 열전리 영향은 크지 않는 것으로 나타났다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.51-55
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• 2003

In this research, authors tried to measure the shape of the nozzle throat of KL-3 engines, which is the main engine of KSR-III rocket, to find the increase of nozzle area caused by the thermal ablation. For the purpose, we invented an image-based method instead of the 3D pointer, which is actually inaccessible to such large scale engines. As a result, our equipment showed satisfactory accuracy and performance. Analysing the results of experiments, we find that the pattern of ablation is determined by the spray pattern and that the process of thermal ablation phenomena can be categorized in three regimes - the first regime that the shape of nozzle throat is maintained and ablation is negligible, the second regime that saw-tooth form is developed and ablation is accelerated, and the third regime that the saw-tooth form is already established and the growth of ablation rate is reduced. Also, we find that the ratio of area increase after 60 seconds combustion is +5.82% and conclude that this figure is acceptable and satisfactory.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.103-110
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• 2008

The most failure mode of PEM fuel cell is gas crossover caused by pinhole formation in MEAs. The degradation phenomena of MEA with pinholes were evaluated in various accelerated operation condition, such as OCV, low humidity and high partial pressure of oxygen. The performances of MEA with pinholes were almost same before and after normal 144 hours operation($70^{\circ}C$, $640mA/cm^2$, 65%RH $H_2/air$). The results of accelerated operation showed that OCV and low humidity condition more deteriorated MEA than gas crossover owing to pinholes. When oxygen was used as cathode gas, the pinholes of MEA were enlarged due to heat of combustion reaction on Pt catalyst of electrodes. This combustion reaction occurred at pinholes near gas inlet and resulted in local MEA failure.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권3호
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• pp.1009-1014
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• 2012

The influence of magnetic fields on chemical processes has long been the subject of interest to researchers. For this time numerous investigations show that commonly the effect of a magnetic field on chemical reactions is insignificant with impact less than 10 percent. However, there are some papers that point to the observation of external magnetic field effect on chemical and biochemical systems actually having a significant impact on the reactions. Thus, of great interest is an active search for rather simple but realistic models, that are based on physically explicit assumptions and able to account for a strong effect of low magnetic fields. The present work theoretically deals with two models explaining how an applied weak magnetic field might influence the steady state of a non-equilibrium chemical system. It is assumed that external magnetic field can have effect on the rates of radical reactions occurring in a system. This, in turn, leads to bifurcation of the nonequilibrium stationary state and, thus, to a drastic change in the properties of chemical systems (temperature and reagent concentration).