• 대한기계학회논문집B
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• 제32권5호
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• pp.342-350
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• 2008

The effects of combustion instability on flow structure and flame dynamics with the inlet configurations in a model gas turbine combustor were investigated using large eddy simulation (LES). A G-equation flamelet model was employed to simulate the unsteady flame behaviors. As a result of mean flow field, the change of divergent half angle($\alpha$) at combustor inlet results in variations in the size and shape of the central toroidal recirculation (CTRZ) as well as the flame length by changing corner recirculation zone (CRZ). The case of ${\alpha}=45^{\circ}$ show smaller size and upstream location of CTRZ than those of $90^{\circ}$ and $30^{\circ}$ by the development of higher swirl velocity. The flame length in the case of ${\alpha}=45^{\circ}$ is shorter than other cases, while the case of ${\alpha}=30^{\circ}$ yields the longest flame length due to the decrease of effective reactive area with the absence of CRZ. Through the analysis of pressure fluctuation, it was identified that the case of ${\alpha}=45^{\circ}$ shows the largest damping effect of pressure oscillation in all configurations and brings in the noise reduction of 2.97dB, compared to that of ${\alpha}=30^{\circ}$ having the largest pressure oscillation. These reasons were discussed in detail through the analysis of unsteady phenomena related to recirculation zone and flame surface. Finally the effects of flame-acoustic interaction were evaluated using local Rayleigh parameter.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.51-58
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• 2002

The RPV(Reaction Progress Variable) combustion model has been applied to numerically investigate the effects of Damkohler number on the superequilibrium concentration and flame structure in the nonpremixed turbulent flames. Computations are performed for the two turbulent jet flames of CO/H$_2$/N$_2$(40/30/30 volume percent) having the same jet Reynolds number of 16,700 but different nozzle diameters(4.58mm and 7.72mm). The detailed discussions have been made for the interaction between fluid dynamics and chemistry in the flame field.

• 한국연소학회지
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• 제9권3호
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• pp.19-26
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• 2004

This paper presents results of experimental study of flame chemiluminescence from turbulent premixed flames in a dump combustor. A detailed spectroscopic measurement of chemiluminescence over the wavelength of 405-495 nm is made for various flow conditions. No effect of turbulence on the relationship between chemiluminescence and heat release is found, suggesting the overall chemiluminescence intensity collected be used as a measure of overall heat release for non-oscillating stable flame. The background-$CO_2^*$ subtracted $CH^*$ chemiluminescence is found to be more sensitive to the equivalence ratio and premixedness of fuel-air mixture than $CO_2^*$ chemiluminescence.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.975-979
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• 2011

희박 예혼합 가스터빈 연소기는 강화되는 NOx 배출가스 규제를 만족시키기 위한 가장 현실적인 방법으로 인식되고 있다. 그러나 이러한 희박 예혼합 연소기에서는 열발생파와 시스템 내부의 압력파 사이의 상호 피드백 관계에 의한 연소 불안정 현상으로 인하여 그 적용이 제한되거나, 이를 회피하기 위한 기술의 적용으로 인하여 설계 비용의 상승이 불가피하다. 본 논문에서는 연소 불안정 현상이 발생하는 기본 메커니즘을 소개하고, 연소 불안정 원인 규명의 일환으로 최근 활발히 연구되고 있는 화염전달 함수 측정이 실험적으로 규명되었고, 주요 측정 결과가 소개되었다.

• 한국안전학회지
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• 제19권1호
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• pp.124-130
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• 2004

수치법을 검증하고 번형률과 연료농도가 무중력 확산화염 구조에 미치는 영향을 파악하기 위해, 무중력에서의 비예혼합 메탄-공기 대향류 화염의 구조를 FDS의 축대칭 모사로 조사하였다. 연료 중의 메탄 몰분율 $X_m$=20, 50, 80%와 각각의 몰분율에서 변형률 $a_g$=20, 50, $90s^{-1}$의 계산결과를 1차원 화염코드인 OPPDIF의 결과와 비교하였다. 축대칭 모사로 계산한 온도와 축방향 유속의 분포가 1차원 모사 결과와 잘 일치하였다. 화염의 두께와 위치, 정체점을 잘 예측함으로써 FDS를 넓은 범위의 변형률과 연료농도의 대향류 화염에 적응할 수 있음을 확인하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.237-240
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• 2015

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.114-119
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• 2010

2009년 11월14일의 부산 실내사격장 화재에서 짧은 시간에 많은 인명피해가 발생한 원인을 조사하기 위해 화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델을 사용하여 화재를 재현하였다. 화재 시뮬레이션으로부터 얻은 화염과 연기의 확산 및 온도분포의 변화과정을 CCTV 녹화를 토대로 한 화재조사 결과와 비교하였다. 사격실 내에서 흡음재 연소가 급격히 이루어져 화염과 연기가 출입문을 통해 분출되기 시작한지 3초 내에 휴게실에 가득 차는 것으로 나타났고, 이 결과는 CCTV 녹화와 거의 일치하였다. 따라서 휴게실에 있던 사람들의 대피가능시간이 부족했음이 확인되었다. 또 사격실 출입문의 원형 손잡이의 온도가 거의 $1400^{\circ}C$까지 올라가는 것으로 나타나 원형 손잡이가 용융할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.146-153
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• 2007

The detailed chemistry with reaction mechanism of GRI 2.11, which consists of 49 species and 279 elementary reactions, have been numerically conducted to investigate the flame structure and NO emission characteristics in a non-premixed counterflow flame of blended fuel of $H_2/CO_2/Ar$. The combination of $H_2,\;CO_2$, and Ar as fuel is selected to clearly display the contribution of hydrocarbon products to flame structure and NO emission characteristics due to the breakdown of $CO_2$. Radiative heat loss term is involved to correctly describe the flame dynamics especially at low strain rates. All mechanisms including thermal, $NO_2,\;N_2O$, and Fenimore are also taken into account to separately evaluate the effects of $CO_2$ addition on NO emission characteristics. The increase of added $CO_2$ quantity causes flame temperature to fall since at high strain rates diluent effect is prevailing and at low strain rates the breakdown of $CO_2$ produces relatively populous hydrocarbon products and thus the existence of hydrocarbon products inhibits chain branching. It is also found that the ratio of the contribution by Fenimore mechanism to that by thermal mechanism in the total mole production rate becomes much larger with increase in the $CO_2$ quantity and strain rate, even though the absolute quantity of NO production is deceased. Consequently, as strain rate and $CO_2$ quantity increase, NO production by Fenimore mechanism is remarkably augmented.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.391-399
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• 2022

Hydrogen is one of the energy carriers and has high energy efficiency relative to mass. It is an eco-friendly fuel that makes only water (H₂O) as a by-product after use. In order to use hydrogen conveniently and safely, development of production, storage and transfer technologies is required and attempts are being made to apply hydrogen as an energy source in various fields through the development of the technology. For transporting and storing hydrogen include high-pressure hydrogen gas storage, a type of storage technologies consist of cryogenic hydrogen liquid storage, hydrogen storage alloy, chemical storage by adsorbents and high-pressure hydrogen storage containers have been developed in a total of four stages. The biggest issue in charging high-pressure hydrogen gas which is a combustible gas is safety and the backfire prevention device is that prevents external flames from entering the tank and prevents explosion and is essential to use hydrogen safely. This study conducted a numerical analysis to analyze the performance of suppressing flame propagation of 2, 3 inch flame arrestor. As a result, it is determined that, where the flame arrestor is attached, the temperature would be lowered below the temperature of spontaneous combustion of hydrogen to suppress flame propagation.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.80-88
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• 2013

원자력발전소의 밀폐된 다중 구획에서 환기부족화재에 대한 FDS 검증이 수행되었다. 수치결과는 OECD/NEA PRISME 프로젝트를 통해 얻어진 실험결과와 비교되었다. 환기시스템의 수치 경계조건 및 FDS에 적용된 소화모델이 구획 내부의 열적 및 화학적특성에 미치는 영향이 상세히 논의되었다. 점화 및 소화 단계에서 구획 내부의 급격한 압력변동에 의해 변화될 수 있는 환기 유량의 수치 경계조건은 다중 구획 내부의 온도, 열유속에는 큰 영향을 주지 않지만, 농도의 정확한 예측을 위하여 주위 깊게 고려되어야 한다. FDS에 적용된 소화모델의 기본값은 인위적인 소화 및 재점화 현상을 동반하며, 해당 연료에 대한 수정된 소화모델의 정보가 적용되었을 때 환기부족화재에 대한 FDS의 결과는 실험결과를 매우 잘 예측하고 있음을 확인하였다.