• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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• pp.776-785
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• 2006

Ship builder's requirement for a higher power output rating has lead to the development of super large two stroke low speed diesel engines. Usually a large-sized bore ranging from 8-14 cylinders, this engine group is capable of delivering power output of more than 100,000 bhp at maximum continuous rating. Other positive aspects of this engine type include higher thermal efficiency, reliability, durability and mobility. This all playa vital role in meeting the propulsion requirement of vessels, specifically for large container ships, of which speed is a primary concern to become more competitive. Consequently, this also resulted in the modification of engine parameters and new component designs to meet the consequential higher mean effective pressure and higher maximum combustion pressure. Even though the fundamental excitation mechanism unchanged, torsional vibration stresses in the propulsion shafting are subsequently perceived to be higher. As such, one important viewpoint in the initial engine design is the resulting vibration characteristic expected to prevail on the propulsion shafting system(PSS). This paper investigated the torsional vibration characteristics of these super large engines. For the two node torsional vibration with a nodal point on the crankshaft, a tuning damper is necessary to reduce the torsional stresses on the crankshaft. Hence, the tuning torsional vibration damper design and compatibility to the shafting system was similarly reviewed and analyzed.

• 에너지공학
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• 제13권2호
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• pp.144-151
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• 2004

희박 예혼합 연소방식을 채용한 150MW급 대형 저 NOx 가스터빈 연소기에서 발생하는 급격한 연소진동 발생을 저감하였다. 희박 예혼합 연소기에서는 연소튜닝이 적절히 이루어지지 많은 경우에 연소불안정에 기인한 높은 연소진동의 발생과 함께 NOx 배출량이 높아질 가능성이 있다. 대상 가스터빈의 연소 모드 전환 중에 발생하는 연소진동의 주파수와 크기는 각각 80Hz및 4-9psi로 나타났으며, 대기온도가 낮아짐에 따라 연소진동의 크기가 증가하는 경향을 보였다. 연소진동에 영향을 미치는 인자로서 버너노즐로 공급되는 연료유량을 균등화하기 위한 연소튜닝과 연소모드 전환시 연료라인에 연료를 미리 공급(prefilling)하는 것이 화염안정에 매우 큰 효과가 있었다. 그 결과 연소모드 전환 중에 발생하는 연소진동을 2.5psi까지 저감할 수 있었으며, 150 MW기저부하 운전 중에 NOx 발생량을 35-43ppm(15% $O_2$)으로 유지할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1131-1139
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• 2009

연소불안정현상은 주로 음향파와 열방출률 섭동간의 상호작용에 의해 발생한다고 알려져 있다. 이러한 현상은 헬름홀츠 공진기와 같은 수동제어기를 사용하여 감소시킬 수 있다. 그러나 헬름홀츠 공진기는 일반적으로 좁은 주파수대역에 대해서만 효과가 있는 단점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 다양한 작동 범위에서 효과를 가질 수 있도록 피스톤을 사용하여 헬름홀츠 공진기의 부피를 변화시켜가며 연소불안정현상에 적용하였다. 그 결과 피스톤을 최적 위치인 40mm에 동조시킴으로써 연소 불안정 모드의 진폭을 크게 감소시킬 수 있었다. 그리고, 연소기와 헬름홀츠 공진기 사이의 동압의 위상차가 흥미로운 관계에 있음을 나타내었다. 또한 헬름홀츠 공진식과 위상차를 이용한 능동적으로 동조되는 수동제어방식에 대해 알아보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.18-21
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• 2008

로켓엔진 연소기의 음향 안정성 향상을 위해 고안된 반파장 공명기의 음향학적 설계를 실험적으로 연구하였다. 표준 음향시험 절차에 따라 음향파 응답 신호가 측정되었다. 신호를 토대로, 감쇠인자와 흡음계수가 정량적으로 평가되었고, 이로부터 공명기의 음향감쇠 성능을 파악하였다. 공명기의 직경과 개수, 분포가 공명기의 설계 인자로 채택되었다. 직경이 증가함에 따라 음향감쇠 효과가 증가하였다. 경계흡수 계수가 감소함에 따라 최적 공명기 개수가 감소함을 알았다. 공명기의 open-area 비가 최적값을 초과할 때 과감쇠가 발생하였고, 이로 인해 음향 감쇠 효과가 저하됨을 관찰하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.11-14
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• 2008

로켓엔진 연소기의 음향 불안정 억제를 위해 고안된 반파장 공명기의 음향학적 최적 설계 조건을 실험적으로 연구하였다. 표준 음향시험 절차에 따라 음향파관에 공명기를 장착하여 음향파 응답 신호를 측정하였다. 측정된 신호를 토대로, 흡음계수를 계산하였고, 이로부터 공명기의 음향감쇠 성능을 파악하였다. 연소실을 모사하는 음향파관의 직경을 변화시켰고, 각 음향파관에 대해 공명기의 최적 면적비를 구하였다. 공명기의 면적비가 최적 값을 초과할 때 과감쇠가 발생하였다. 연소실 직경이 증가함에 따라 최적 면적비가 감소하였고, 공명기 직경이 증가 할수록 더 작은 면적비에서 최적 흡음성능이 나타남을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.1-7
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• 2008

연소실내 음향 감쇠를 위해 장착되는 반파장 공명기의 반경 방향 위치 효과를, 상온에서의 선형 음향 실험을 통해 실험적으로 연구하였다. 음향 감쇠의 정량화를 위해 감쇠 인자를 사용하였다. 감쇠하고 하는 음향 모드에 대해 공명기가 최적의 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치의 증가에 따라 음향 감쇠 효과가 증가하였다. 또한, 감쇠 인자의 변화 추이는 감쇠시키고자 하는 음향 모드의 진폭 변화 추이와 유사하였다. 장착 위치가 장착면의 중심에 접근할수록 음향 감쇠 효과가 감소할 뿐만 아니라 분사기 길이와의 상관성토 감소하였다. 한편, 공명기가 비최적 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치 효과가 거의 나타나지 않아 위치와 무관한 감쇠 인자값을 관찰할 수 있었다. 공명기의 길이와 위치에 따라 감쇠 성능을 평가하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.17-20
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• 2007

연소실내 형성되는 접선방향 음향 모드의 감쇠를 위해 장착되는 공명기의 반경 방향 위치 효과에 대해 실험적으로 연구하였다. 반파장 공명기를 채택하였고, 상온에서 선형 음향 실험을 수행하였다. 감쇠 대상 음향 모드에 대해 공명기가 최적의 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치의 증가에 따라 음향 감쇠 효과가 증가하였다. 또한, 반경방향으로의 감쇠 인자의 변화 추이는 감쇠시키고자 하는 음향 모드의 진폭 변화 추이와 유사하였다. 장착 위치가 장착변의 중심에 접근할수록 음향 감쇠 효과가 감소할 뿐만 아니라 분사기 길이와의 상관성도 감소하였다. 공명기가 비최적 길이를 갖는 경우에는, 반경 방향 위치 효과가 거의 나타나지 않아 위치와 무관한 감쇠 인자값을 관찰할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.64-75
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• 2009

최근 조선소에서 고출력 디젤엔진의 요구에 의해서 초대형 저속 2행정 디젤엔진이 개발되었으며, 연속최대출력이 $8{\sim}14$실린더를 갖는 10만 마력 이상의 엔진을 사용할 수 있게 되었다. 이러한 엔진들은 열효율, 운전에 대한 신뢰성, 강인성 및 기동성은 뛰어나지만 크랭크축을 포함한 추진축계에서 높은 비틀림진동을 유발한다. 따라서 이 연구에서는 엔진설계자의 입장에서 비틀림진동을 줄이기 위하여 튜닝 비틀림진동 댐퍼를 갖는 추진축계의 비틀림진동을 이론적으로 검토하였으며 실험모델인 12K98MC엔진과 12RT-flex엔진에서 튜닝댐퍼의 성능과 동적거동을 확인하고 있다.

• Journal of Power Electronics
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• 제6권4호
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• pp.322-329
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• 2006

In the last decade, the increasing restrictions imposed on the exhaust emissions from internal combustion engines and traffic limitations have increased the development of electrical propulsion systems for automotive applications. The goal of electrical and hybrid vehicles is the reduction of global emissions, which in turn leads to a decrease in fuel resource exploitation. This paper presents a novel approach for control of Induction Motors (IM) using the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm to optimize the parameters of the Proportional Integral Controller (PI-Controller). The overall system is simulated under various operating conditions. The use of PSO as an optimization algorithm makes the drive robust and insensitive to load variation with faster dynamic response and higher accuracy. The system is tested under variable operating conditions. The simulation results show a positive dynamic response with fast recovery time.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권8호
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• pp.1461-1469
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• 2004

Acoustic characteristics in an industrial gas-turbine combustor are numerically investigated by a linear acoustic analysis. Spatially non-homogeneous temperature field in the combustor is considered in the numerical calculation and the characteristics are analyzed in view of acoustic instability. Acoustic analyses are conducted in the combustors without and with acoustic resonator, which is one of the acoustic-damping devices or combustion stabilization devices. It has been reported that severe pressure fluctuation frequently occurs in the adopted combustor, and the measured signal of pressure oscillation is compared with the acoustic-pressure response from the numerical calculation. The numerical results are in good agreement with the measurement data. In this regard. the phenomenon of pressure fluctuation in the combustor could be caused by acoustic instability. From the numerical results for the combustor with present acoustic resonators installed, the acoustic effects of the resonators are analyzed in the viewpoints of both the frequency tuning and the damping capacity. It is found that the resonators with present specifications are not optimized and thus, the improved specification or design is required.