• 한국연소학회지
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• 제22권4호
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• pp.19-26
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• 2017

This study investigates the gasification of coal char by $CO_2$ under high pressures in a drop tube furnace(DTF). The rate constants are derived for the shrinking core model using the conventional method based on the set reactor conditions. The computational fluid dynamic(CFD) simulations adopting the rate constants revealed that the carbon conversion was much slower than the experimental results, especially under high temperature and high partial pressure of reactants. Three reasons were identified for the discrepancy: i) shorter reaction time because of the entry region for heating, ii) lower particle temperature by the endothermic reaction, and iii) lower partial pressure of $CO_2$ by its consumption. Therefore, the rate constants were corrected based on the actual reaction conditions of the char. The CFD results updated using the corrected rate constants well matched with the measured values. Such correction of reaction conditions in a DTF is essential in deriving rate constants for any char conversion models by $H_2O$ and $O_2$ as well as $CO_2$.

• 한국추진공학회지
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• 제25권1호
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• pp.19-28
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• 2021

회전 데토네이션 엔진(Rotating Detonation Engine, RDE)은 기계 장치나 유동이 아닌 데토네이션 파만이 연소실 벽을 따라 회전한다. 따라서 RDE 단면이 원형이어야 할 필요가 없으며 임의 단면의 닫힌 형상이 가능하다. 본 연구에서는 임의의 단면을 가지는 RDE의 한 가지 예로써 tri-arc 단면 형상의 RDE를 설계하였으며, 실험적으로 작동 및 성능 특성을 살펴보았다. 동압 센서와 고속카메라를 통하여 데토네이션 파의 회전을 확인하였으며, 오목 면과 볼록 면에서 질량 유량에 따른 데토네이션파의 특징을 알아보았다. 본 연구에서는 유량 조건에 따라 17.0 N에서 96.0 N의 추력 수준을 얻을 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.619-625
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• 2015

스월 인젝터는 액체로켓 엔진에서의 연료 분사 장치로 널리 사용되고 있으며, 이에 따른 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 특히 연소 불안정 문제를 해결하는 것은 모든 종류의 액체로켓 엔진에서 필수적이다. 본 연구에서는 연소불안정을 해결하기 위한 기초 연구로 오픈형 스월 인젝터에 대한 수류실험을 수행하였다. 인젝터로 유입되는 작동유체에 압력 섭동을 발생시키고, 그에 따른 응답특성을 실험적으로 파악하였다. 또한, 인젝터 스월 챔버의 길이와 지름을 변화시킴으로써 인젝터 구조의 변화에 따른 응답 특성의 변화를 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권1호
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• pp.69-77
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• 2005

KSR-III 개발과정에서 배플을 장착하여 연소 불안정 현상을 해결한 바 있으나, 추력 및 냉각과 관련된 축방향 길이에 대한 최적화 과정을 거치지는 않았다. 이에 수동제어기구로서 사용되는 배플의 축방향 길이의 최적화 및 한계를 평가하기 위하여, 축방향 길이를 작동인자로 하여 연소 안정성 여분을 평가하였다. 외부 교란 발생 장치로서 2번의 기폭이 가능한 펄스건을 사용하였다. 외부 교란에 대한 연소실에서의 응답 특성을, 감쇠 시간과 진폭비와 같은 인자를 도입하여 정량화하였다. 설계점과 탈설계점에서 시험을 수행하였으며, 분사기의 충돌점으로 생각할 수 있는 화염 영역을 감싸지 못하는 경우에는 배플의 충분한 감쇠 능력을 보장할 수 없음을 확인하였다. 따라서 연소 안정성의 여분의 경계는 KSR-III에서의 작동조건 하에서 50 mm 정도의 배플인 것으로 판단되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.16-23
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• 2012

정상초음파의 교반이 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 미치는 영향을 규명하는 실험 결과를 본 연구에서 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 전파속도를 상세히 관찰하였다. 전파속도는 이론당량비에서 정상 초음파가 교반하는 경우에 크게 증가하였으며, 당량비가 연소 상한계 혹은 연소 하한계로 벗어남에 따라 교반의 효과는 감소하였다. 정상초음파장은 화염 구조의 왜곡을 동반하고, 그 변이 형상은 교반하는 초음파장의 특성에 전적으로 종속하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.42-46
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• 2009

고압 조건에서 작동하는 고성능 액체 로켓 엔진에 대한 이해를 위해 초임계 조건의 스월 인젝터에서 액체 산소의 동적 특성이 수치적으로 연구되었다. 난류 수치 모델은 large eddy simulation을 기반으로 하였으며 보존 방정식과 SRK 상태 방정식, Chung의 기법을 포함하고 있다. 또한 수렴 속도의 증가를 위해 예조건화 기법이 적용되었다. 수치 해석 결과는 이상 기체 상태 방정식을 적용한 결과와 비교 되었으며 인젝터 내부와 연소실에서 액상이 존재하는 영역에서의 상태량과 동적 특성의 차이가 관찰되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제17권2호
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• pp.38-45
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• 2013

In this study, for carrying out the spray and combustion experiment using a Common Rail Direct Injection(CRDI) system, the controller was fabricated to drive a high speed camera, a injector and a laser beam sequentially at a low cost. CB280 module of one-chip micro processer was used for the controller. In order to confirm responsibility and utility of the controller, the current drive performance, the spray behavior and the injection rate were tested and analyzed under various experimental conditions. As this research results, we found that the fabricated controller was able to control the devices for the spray experiment precisely with the input value in program and it had the dynamic load responsibility and repetition. Also, we found that the injection rates of our experimental results were higher than those of others at the same injection pressure and the controller connected with the laser system and the data acquisition system had validity for carrying out the spray visualization experiment.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권5호
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• pp.575-581
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• 2007

As current and future automobile emission regulations become more stringent, the research on flow distribution for an exhaust manifold and close-coupled catalyst(CCC) has become an interesting and remarkable subjects. The design of a CCC and exhaust manifold is a formidable task due to the complexity of the flow distribution caused by the pulsating flows from piston motion and engine combustion. Transient flow at the exhaust manifold can be analyzed with various computational fluid dynamics(CFD) tools. However, the results of such simulations must be verified with appropriate experimental data from real engine operating condition. In this study, an experimental approach was performed to investigate the flow distribution of exhaust gases for conventional cast types and stainless steel bending types of a four-cylinder engine. The pressure distribution of each exhaust sub-component was measured using a simulated dynamic flow bench and five-hole pitot probe. Moreover, using the results of the pitot tube measurement at the exit of the CCC, the flow distribution for two types of manifolds(cast type and bending type) was compared in terms of flow uniformity. Based on these experimental techniques, this study can be highly applicable to the design and optimization of exhaust for the better use of catalytic converters to meet the PZEV emission regulation.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.2280-2285
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• 1993

Many items, as internal pressure, thrust, temperature, strain, etc. are measured in Ground Firing Test (GFT) of rocket motors. But these items are influenced by various phenomena occurred during propellant combustion. In this study, natural frequencies of motor itself and system(motor+loadcell) on Stand were measured. Also motor responses were measured during burning and analyzed so that the vibration characteristics occurred during GFT and the causes and characteristics of vibration signal appearing on thrust curve were identified.

• 동력기계공학회지
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• 제9권2호
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• pp.40-44
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• 2005

A great deal of exhaust gas inside a combustion room goes out through exhaust pipe but residual gas, is called "Blowby gas", enters the crankcase through a small gap between the piston and the cylinder wall. Here, if the crankcase isn't vented, this causes many bad effects such as lubricant oil contamination, corrosion by that and crankcase explosion by rising pressure. So, most automobiles are constituted with a PCV (Positive Crankcase Ventilation) system to prevent previous problems. PCV valve is the most important part in this ventilation system. When companies are manufacturing new engines, engineers are designing it depending on their experiments than theoretical knowledge. Mush efforts and times are needed for new development. This study will show quantitative results to increase the possibilities of reduction of developing time.