• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권10호
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• pp.1131-1142
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• 2000

In an effort to illustrate the global variation of SMD (Sauter mean diameter, or $D_{32}$) and AMD (Arithmetic mean diameter, or $D_{10}$) at five axial downstream locations (i. e., at Z=30, 50, 80, 120, and 170 mm) under the different experimental conditions, the radial coordinate is normalized by the spray half-width. Experimental data to analyze the atomization characteristics concerning with an internal mixing type have been obtained using a PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer). The air injection pressure was varied from 40 kPa to 120 kPa. In this study, counterflowing internal mixing nozzles manufactured at an angle of $15^{\circ}$with axi-symmetric tangential-drilled four holes have been considered. By comparing the results, it is clearly possible to discern the effects of increasing air pressure, suggesting that the disintegration process is enhanced and finer spray droplets can be obtained under higher air assist. The variations in $D_{32}$ are attributed to the characteristic feature of internal mixing nozzle in which the droplets are preferentially ejected downward with strong axial momentum, and dispersed with the larger droplets which are detected in the spray centerline at the near stations and smaller ones are generated due to further subsequent breakup by higher shear stresses at farther axial locations. The poor atomization around the centre close to the nozzle exit is attributed to the fact that the relatively lower rates of spherical particles are detected and these drops are not subject to instantaneous breakup in spite of the strong axial momentum. However, substantial increases in SMD from the central part toward the edge of the spray as they go farther downstream are mainly due to the fact that the relative velocity of droplet is too low to cause any subsequent disintegration.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권3호
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• pp.204-211
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• 2019

희박연료 직접분사(Lean Direct injection(LDI)) 가스터빈 연소기에 대한 이상유동 특성을 해석하였다. LDI 연소기에 적용된 환형분사기(hollow-cone spray injector)의 분열을 모사하기 위해 분열모델(Linearized Instability Sheet Atomization(LISA), Aerodynamically Progressed Taylor Analysis Breakup(APTAB)을 적용하였다. 침투깊이와 평균입도(Sauter Mean Diameter(SMD))를 통해 분열모델을 검증하였으며, LDI 연소기에 적용하여 이상유동특성을 분석하였다. 스월인젝터로 인해 Precessing Vortex Core(PVC)가 발생하였으며, 액적들이 PVC를 따라 미립화되는 것을 확인하였다. SMD 결과를 통해 PVC가 회전하는 영역의 외곽으로 즉, 빠른 속도 영역에 액적들이 분포하며, 스톡스수(Stokes number)는 1보다 작다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.354-358
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• 2007

초소형 터보제트엔진에 적용되는 슬링거 인젝터 시스템의 분무특성을 파악하기 위한 연구를 수행 하였다. 이 연료 분사시스템은 엔진의 회전축으로부터 발생된 원심력에 의하여 연료가 연소기 내부로 공급되고, 액체연료의 미립화를 초래한다. 시험장치는 고속으로 회전하는 Spindle, 슬링거 인젝터, 가압식 물탱크, 아크릴 케이스로 구성하였다. 분무입자의 크기 및 속도를 측정하기 위해 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) 시스템을 사용하였고, Nd-Yag Laser를 광원으로 사용하여 분무를 가시화 하였다. 시험결과 SMD(Sauter Mean Diameter)는 회전수, 유량, Injection Orifice 수에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 실험적 연구로부터 이 시스템의 분무특성을 이해할 수 있었고, 초소형 터보제트엔진에 적합한 슬링거 인젝터의 형성을 도출할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.40-47
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• 2010

This study deals with the investigation about the effect of the pilot and split injection strategies on the spray-atomization characteristics of biodiesel fuel derived from a soybean oil. Experimental results were compared with the calculation results obtained from the numerical analysis. Fuel properties of biodiesel according to the variation of the fuel temperature were inserted to the fuel library in the KIVA code. The amount of fuel injection is divided into equal mass for each split and main injection. In this work, the pilot injection strategy can be achieved by the amount of fuel injection shortly before the start of the main injection. A spray tip penetration, radial distance and spray area were measured for the analysis of macroscopic spray characteristics. In addition, the local and overall droplet size distribution were calculated by using KIVA-3V code to study the effect of split and pilot injection on the atomization performance under high ambient pressure. From these studies, the experimental results showed the multiple injection induced the decrease of the spray tip penetration due to the reduction and division of the spray momentum compared to single injection. In the atomization performance, the droplet size increased in the case of the multiple injection a little. Moreover, the SMD slightly increased as the fuel droplets goes through the axial direction. The spray behavior of numerical results were well predicted the experimental multiple spray characteristics of biodiesel fuel.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권4호
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• pp.290-297
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• 2016

사각덕트에서 난류 유동장으로 분사되는 액체 제트의 액주 분열과 미립화 현상에 관한 LES를 수행하였다. 기체상태의 공기 유동 해석에 오일러리안 해법을 사용하고, 액적 추적을 위하여 라그랑지안 해법을 사용하여 기체-액체간 이상유동(two phase flow) 해석을 수행하였다. 액적 분열 모델, 아격자 스케일 모델 및 공간 차분법에 따른 액적 분열을 조사하였다. 액체 제트의 침투깊이를 경험식과 비교하였으며 경험식보다 약간 높음을 알 수 있었다. 제트 후류에서 사우터 평균직경에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권11호
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• pp.1105-1114
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• 2010

착빙현상은 크게 서리얼음과 유리얼음으로 구분되며 대기온도 뿐 아니라 자유류 속도, 대기 중 수증기 함유량, 수증기 입자의 크기는 결빙형상에 영향을 미친다. 본 논문에서는 결빙 형상에 영향을 미치는 외기조건에 의해 변화하는 결빙형상을 체계적, 정량적으로 분석하여 다음과 같은 결과 확인하였다. 먼저, 자유류 속도의 증가는 결빙면적, 얼음 진행방향, 최대 두께를 모두 증가시키고 결빙형상을 가장 크게 변화시켰다. 둘째, LWC와 결빙면적은 선형적인 관계가 있음을 알 수 있었다. 셋째, 대기온도가 수증기 유입량에 미치는 영향은 LWC, 자유류 속도에 의한 영향에 비해 적어 결빙면적의 변화가 가장 작게 나타났다. 넷째, MVD가 결빙 형상에 미치는 영향은 선정한 외기 조건 중에 가장 미미하였다. 단, 입자가 표면에 충돌하는 영역을 증가시켜 결빙면적에 영향을 주었다.

• 한국식품과학회지
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• 제15권4호
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• pp.342-347
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• 1983

보리차 추출액(抽出被)의 분무(噴霧) 건조(乾燥) 장치(裝置)의 atomizer 로 페인트용(用) spray gun을 사용(使用)할 경우 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度)와 송입(送入)되는 공기(空氣) 압력(壓力)이 미세액적(微細液滴)의 크기, 균일도(均一度) 및 그 분포(分布)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 1. 분무(噴霧)된 미세액적(微細液滴)의 평균(平均)지름 (${\overline{D}}\;{\mu}m$) 은 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度)(C, %) 증가(增加)에 따라서 직선적(直線的)으로 증가(增加)하였고 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度)와 미세액적(微細液滴)의 평균(平均)지름 사이에는 다음과 같은 관계(關係)가 성립(成立)하였다. ${\overline{D}}={_{a}}C+{\beta}$ 이때 ${\alpha},\;{\beta}$는 각 농도(濃度)에 따라 결정(決定)되는 계수이다. 2. 공기(空氣) 송입(送入) 압력(壓力)의 증가(增加)에 따라 미세액적(微細液滴)의 평균(平均)지름은 감소(減少)하였으며 특정(特定) 압력(壓力) 이상(以上)에서는 더 이상 감소(減少)하지않는 한계평균(限界平均)지름을 보였는데 농도(濃度) 15.7%에서는 $35{\mu}m$ 의 한계평균(限界平均)지름을 나타내었다. 3. 공기(空氣) 송입(送入) 압력(壓力)이 증가(增加)할수록 미세액적(微細液滴)의 균일도(均一度)는 증가(增加)하였으나 보리차 추출액(抽出液)의 농도(濃度) 증가(曾加)에 따른 균일도(均一度)의 변화(變化)는 20%까지는 각 압력(壓力)에서 근사하였으나 20% 이상에서는 균일도(均一度)의 급격한 감소를 보였다. 4. 공기(空氣) 송입(送入) 압력(壓力)의 변화(變化)에 따른 미세액적(微細液滴)의 크기 (D) 와 누계(累計) 백분율(百分率) 분포(分布)($P_D$) 사이에는 다음과 같은 관계(關係)가 성립(成立)하였다. $P_D$= e1nD + f 식(式)에서 e, f 는 압력(壓力)과 농도(濃度)에 따라 결정(決定)되는 계수이다.

• 한국분무공학회지
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• 제1권1호
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• pp.76-84
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• 1996

The nozzle geometry and up-stream inject ion condition affect the characteristics of flow inside the nozzle. such as turbulence and cavitation bubbles. Flow details in fuel nozzle orifice with sudden contraction of cross sectional area have been investigated both experimentally and numerically. The measurements of velocities of internal flow in a scaled-up nozzle with different length to diameter rat io(L/d) were made by laser Doppler velocimetry in order to clarify the effect of internal flow on the characteristics of fuel spray. Mean and fluctuating velocities and discharge coefficients were obtained at various Reynolds numbers. The turbulent intensity and turbulence kinetic energy in a sharp inlet nozzle were higher than that in a round inlet nozzle. Calculations were also performed for the same nozzles as scaled-up experimental nozzles using the SIMPLE algorithm. External spray behavior under different nozzle geometry and up-stream flow conditions using Doppler technique and visualization technique were also observed.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.183-192
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• 2014

In this work, the mixture formation and atomization characteristics of biodiesel fuel were reviewed under various test conditions for the optimization of compression-ignition engine fueled with biodiesel. To achieve these, the effect of nozzle caviting flow, group-hole nozzle geometry and injection strategies on the injection rate, spray evolution and atomization characteristics of biodiesel were studied by using spray characteristics measuring system. At the same time, the fuel heating system was installed to obtain the effect of fuel temperature on the biodiesel fuel atomization. It was revealed that cavitation in the nozzle orifice promoted the atomization performance of biodiesel. The group-hole nozzle geometry and split injection strategies couldn't improve it, however, the different orifice angles which were diverged and converged angle of a group-hole nozzle enhanced the biodiesel atomization. It was also observed that the increase of fuel temperature induced the quick evaporation of biodiesel fuel droplet.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.149-152
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• 2009

직접분사방식 추력기 노즐오리피스로부터 분사되는 분무입자의 발달특성을 연구하기 위해 분무의 다양한 위치에서 평균속도, 직경, 그리고 부피유속과 같은 분무특성인자들을 측정한다. 실험 결과로부터, 고속의 큰 직경을 갖는 분무 입자들이 주변 공기로의 운동량 손실로 인해 하류로 이동함에 따라 저속의 작은 입자로 분열한다. 또, 분무 확산 및 분산에 의해 높은 부피유속의 영역이 반경방향으로 넓게 확장된다.