• International Journal of Automotive Technology
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• 제7권7호
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• pp.763-768
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• 2006

Emission reduction in the cold start period of SI engines is crucial to meet stringent emission regulations such as SULEV Emissoin reduction is the starting point of the study in the which the variable valve timing (VVT) technology may be one promising method to minimize cold start emissions while maintaining engine performance. This is because it is possible to change valve overlap and residual gas fraction during cold start and idle operations. Our previous study showed that spark timing is another important factor for reducing cold-start emissions since it affects warm-up time of close-coupled catalysts (CCC) by changing exhaust gas temperature. However, even though these factors may be favorable for reduction of emissions, they may deteriorate combustion stability in these operating conditions. This means that the two variables should be optimized for best exhaust emissions and engine stability. This study investigated the effects of valve and spark timings in idle performance such as combustion stability and exhaust emissions. Experiments showed that valve timings significantly affected engine stability and exhaust emissions, especially CO and $NO_x$, due to change in residual gas fraction within the combustion chamber. Spark timing also affects HC emissions and exhaust gas temperature. Yet it has no significant effects on combustion stability. A control strategy of proper valve timing and spark timing is suggested in order to achieve a reduction in exhaust emissions and a stable operation of the engine in a cold start and idle operation.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.60-66
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• 2014

액체로켓엔진 연소기의 연소안정성을 평가하기 위한 방법으로 연소 시 외부 교란을 공급하여 안정성 특성을 확인하는 방법이 사용된다. 본 논문에서는 연소기의 연소안정성 평가시험을 위한 펄스건 기폭시험에 대한 연구를 수행하였다. 비연소조건에서 펄스건 기폭시험을 수행하여 압력파의 강도를 확인함으로써 펄스건의 장약량을 결정하였다. 동일한 연소기 헤드에서 펄스건이 적용되지 않은 14번의 연소시험 동안 연소불안정이 나타나지 않았지만, 펄스건이 적용된 두 번의 탈설계점 조건에서는 연소불안정 현상이 발생하였다. 이로부터 펄스건을 이용한 기폭시험이 연소안정성 평가의 방법이 될 수 있음을 확인하였으며, 연소안정성 판정을 위한 연소시험 횟수를 줄일 수 있는 방법임을 제시하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2014년도 제49회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.233-234
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• 2014

Lean-rich combustion system was composed both fuel-lean and fuel-rich flame at once. Each of fuel-lean and fuel-rich combustion types to reduce Thermal $NO_x$ and obtain flame stability. This study was confirmed a stability of flame through variation of flame shape that EGR was applied and compared the emission characteristics of EGR lean-rich combustion system to normal premixed combustion system at real condition to review a utility of the system. As a result, emission index of $NO_x$ and CO generated from EGR lean-rich combustion system at global equivalence ratio is 0.85 just half level($NO_x$ 0.31 g/kg, CO 0.08g/kg) compared to the amount generated from normal premixed combustion system at equivalence ratio is 0.78.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.77-78
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• 2012

To predict combustion instability in actual full-scale combustion chamber of rocket engines, air-injection test is proposed with scaling techniques. From the data, damping factors have been obtained as a function of hydraulic parameter and the data give us instability map. Two instability regions are presented and it is found that they coincide reasonably with them from hot-fire test with full-scale flow rates. Accordingly, the proposed approach can be applied cost-effectively to stability rating of jet injectors when mixing of fuel and oxidizer jets is the dominant process in instability triggering.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권9호
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• pp.1821-1832
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• 2005

This study realizes the conceptual method to predict combustion instability in actual full-scale combustion chamber of rocket engines by experimental tests with model (sub-scale) chamber. The model chamber was designed based on the methodologies proposed in the previous work regarding geometrical dimensions and operating conditions, and hot-fire test procedures were followed to obtain stability boundaries. From the experimental tests, two instability regions are presented by the parameters of combustion-chamber pressure and mixture (oxidizer/fuel) ratio, which are customary for combustor designers. It is found that instability characteristics in the chamber with the adopted jet injectors can be explained by the correlation between the characteristic burning or mixing time and the characteristic acoustic time: In each instability region, dynamic behaviors of flames are investigated to verify the hydrodynamically-derived characteristic lengths of the jet injectors. Large-amplitude pressure oscillation observed in upper instability region is found to be generated by lifted-off flames.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.371-374
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• 2011

이중연소 램제트 엔진의 초음속 난류 연소의 화염 안정성을 살펴보기 위하여 다차원 외삽을 이용한 고해상도 전산 유체해석을 수행하였다. 높은 엔탈피 조건의 수소/일산화탄소 합성 가스와 초음속 공기의 전단층 내 자발 점화를 살펴보았으며, 일정 단면적 연소기와 작은 확산각이 있는 초음속 동축 연소기에 대한 비교를 통하여 초음속 연소는 부상 화염의 특징을 보이며 화염 안정성이 압축성 효과에 크게 영향 받음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.466-471
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• 2004

In gas turbines, excess air for combustion is available and therefore lean premixed combustion is the most promising approach to the significant reduction of thermal NOx emissions. At lean conditions, however, flame stability is inherently worse and hence combustion tends to be incomplete. Efforts have been devoted toward extending the operating range of complete combustion at leaner conditions. One of them is the lean-lean two-stage combustion where lean to ultra-lean secondary mixtures are mixed with the hot burned gas from the primary stage. Conventional flame combustion or flameless reaction are initiated depending on the conditions of the secondary zone. In the first part of the present study, the effects of fuel injection on the emissions and flame stability were investigated for a single tubular flame, In the second part, the emissions and flame stability were studied for a two-stage combustor with secondary mixture injected through the tangential slots on a cylindrical combustor wall. The effects of the ratio of air flow rates to the primary and secondary zones on the emissions and combustion characteristics were investigate.

• 한국추진공학회지
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• 제14권3호
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• pp.52-60
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• 2010

이중와류 동축형 분사기가 사용된 추력 30톤급 액체로켓엔진 연소기의 연소안정성시험을 강제교란방법을 이용하여 국내 지상연소시험설비에서 수행하였다. 시험에는 분사기 리세스 수, 배플 길이, 막냉각 및 연소실 직경과 같은 설계 요소가 변경된 연소기가 사용되었으며 시험결과는 이 변수들이 액체로켓엔진 연소기의 고주파 연소안정성과 깊은 관계가 있음을 보여주었다. 강제교란에 의한 액체로켓엔진 연소기의 연소안정성 분석에 있어서 감쇠시간 대신 진동 감분을 사용한 결과로부터 감쇠인자의 증가는 액체로켓엔진 연소기의 고주파 연소안정성 향상에 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.163-167
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• 2008

30톤급 액체로켓엔진 연소기 연소시험을 통해 측정된 압력섭동 특성에 대한 결과를 제시하였다. 연소실 압력과 O/F비를 변화시키면서 수행된 46회의 연소시험의 결과를 바탕으로 30톤급 연소기의 연소 안정성을 대해 평가하였다. 정상 연소과정에서 발생하는 압력섭동 RMS 값이 연소실 압력의 2.6% 이내로서 정상상태에서 연소현상이 안정적임을 보여주었다. 또한 펄스건 강제교란을 통한 압력섭동의 감쇠 시간 계산결과가 3.5 msec 이내라는 것을 통해 동적으로 안정적인 연소기임을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권6호
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• pp.34-40
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• 2009

본 논문은 액체로켓엔진의 구성품인 연소기와 가스발생기의 연소 안정성 평가를 위한 평가 방법과 기준에 관해 서술하였다. 두 가지 평가 방법이 있는데, 첫 번째는 일반적인 정상 연소 시험을 통해 연소 안정성 여부를 판단하는 통계적인 접근 방식을 취하는 정적 평가와 두 번째로는 연소장에 압력 교란을 일으키는 장치를 이용, 생성된 펄스의 감쇠 특성을 파악하는 동적 평가가 있다. 누적된 실제 추진제 연소 시험 결과를 통해서 정적 평가의 안정성 여부는 Root-Mean-Square 값이 연소실 압력의 3%, 동적 안정성 여부는 가진된 압력 섭동의 감쇠시간이 10 msec로 기준을 설정하였다.