• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.197-204
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• 2006

The model cavity scramjet engine experiments are carried out using T3 free-piston shock tunnel. Upstream hydrogen fuel is injected before the cavity with different injection pressure. OH planar laser-induced fluorescence is used to investigate the combustion zone and piezoelectric pressure transducers are used to define the pressure rise due to the combustion. Main combustion region is a mixing layer which is between air and fuel. Also high OH fluorescence signal is appeared in the shear layer above the cavity in high equivalence ratio. From the OH signal in the cavity, this fuel injection system can be a role as a flame- holder.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.98-108
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• 2004

This study concerns a large eddy simulation (LES) of turbulent flow around a bluff body inside a sudden expansion cylindrical chamber, a configuration which resembles a premixed gas turbine combustor The simulation code is constructed by using the general coordinate system based on the physical contravariant velocity components. The Smagorinsky model is employed and the calculated Reynolds number is 5,000 based on the bulk velocity and the diameter of the inlet pipe. The combined grid technique and cylindrical grid are tested in the numerical simulation with complex geometry. The predicted turbulent statistics are evaluated by comparing with LDV measurement data. The numerical flow visualizations depict the behavior of turbulent mixing process behind the flame holder.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제29권4호
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• pp.391-398
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• 2005

In this investigation, turbulent premixed combustion and flame front propagation in a gas turbine combustion chamber is studied. Direct numerical simulation of turbulent reacting flows demands extremely high computational resources, especially in more complicated geometry. The alternative choice may be left for Large Eddy Simulation (LES) by which only large scales are solved directly. In combustion problems, capturing the large scales' behavior without solving the details of small scales is a difficult task. Using a transport equation for description of the flame front propagation and therefore avoiding the calculation of inner flame structure is the basic idea of this study. For this purpose. the so-called G-equation has been used by which any iso-level of the G variable provides the flame location. A comparison with the experiment indicates that the present method can predict a turbulent velocity field and also capture a instantaneous 3-dimensional flame structure.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.548-558
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• 1995

An experimental investigation has been conducted to study the spray and combustion characteristics using the air-assisted twin fluid atomizer. Axial mean and fluctuating velocity components as well as drop-size distributions in non-reaction spray were measured with a nonintrusive phase doppler technique. Droplet number density distributions were also visualized using high speed CCD camera. Locations of spray and flame boundaries are obtained by direct photographic method. It is confirmed that at the fixed fuel flow rate, the increase of the atomizing air flow causes improvements on both spray and combustion characteristics under stable flame conditions. Internal group combustion modes where flame is located inside the spray boundary are observed to exist in the upstream region of higher droplet number density.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.432-437
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• 2010

V-gutter 형 화염안정화장치를 장착한 공기흡입식 엔진의 연소기에서 발생하는 저주파 연소 불안정을 저감시키기 위해 화염안정화장치 뒤쪽에 2차 연료를 분사하는 장치를 고안하였다. 해당 장치는 모델 연소장치를 통해 성공적으로 발생된 110~120 Hz, 180dB 크기의 저주파 연소불안정을 84%까지 저감시키는 데에 성공하였다. 연소불안정의 감소는 2차 연료 공급 유량에만 의존하였으며, 특정 값 이상의 연료 공급량에서만 효과가 나타났다. 이와같은 결과는 2차 연료 공급에 의해 화염안정화장치 뒷면의 화염이 주연료 공급량의 섭동과 독립적으로 유지되어 연소 시스템과 연소기의 음향 시스템의 연계를 끊어주기 때문인 것으로 생각된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.42-47
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• 2004

Air-fuel mixing and flame-holding are two important factors that have to be considered in the design of an injection system. Different injection strategies have been proposed with particular concern for rapid air-fuel mixing and flame-holding. Two representative injection techniques can be applied in a supersonic combustor. One of the simplest approaches is a transverse(normal) injection. The cavity flame holder, an integrated fuel injection/flame-holding approach, has been proposed as a new concept for flame holding and air-fuel mixing in a supersonic combustor. This paper describes numerical efforts to characterize the flame-holding and air-fuel mixing process of a model scramjet engine combustor, where hydrogen is injected into a supersonic cross flow and a cavity. The combustion phenomena in a model scramjet engine, which has been experimentally studied at University of Queensland and Australian National University using a free-piston shock tunnel, were observed around the separation region of the transverse injector upstream and the inside cavity. The results show that this flow separation generates recirculation regions which increase air-fuel mixing. Self-ignition occurs in the separation-freestream and cavity-fteestream interfaces.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.104-111
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• 2016

고속으로 흡입되는 공기를 산소원으로 이용하는 공기 흡입추진기관에서 해결해야 할 과제 중에 하나는 화염 안정화이다. 블라프보디와 같이 유동 감속장치를 설치하여 와류에 의한 재순환 영역을 만들어 주는 방법이 대표적인 방법이다. 최근에는 유동 벽면에 캐비티를 설치하여 화염을 안정화 시키는 것이 안정화 영역을 넓이는 효율적인 방안으로 대두되고 있는데, 캐비티에서의 유동 박리와 재접촉, 압력과 진동을 포함하여 길이와 깊이 비 등에 대한 영향 등이 조사 발표되고 있다. 그럼에도 불구하고 공기 흡입추진기관의 연구 개발과 함께, 선행 기술로서 캐비티를 이용한 화염 안정화에 대하여는 아직도 연구조사 되어야 할 과제가 많이 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.397-400
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• 2008

기존의 자연점화특성을 지니는 추진제는 성능이 높은 대신 독성이 있으며 다루기 어렵고, 환경에 유해한 단점을 지닌다. 이에 따른 대안으로 과산화수소의 촉매분해 후에 발생되는 고온의 산소와 수증기를 이용한 자연점화 방식이 있다. 이 논문에서는 자연점화 방식의 과산화수소/케로신 추력기를 설계하기 위한 기초연구를 수행하기 위해 자연점화특성을 연구하였다. 추력기의 형상변수로 노즐 목의 면적을 달리하여 연소챔버와의 단면적 비인 수축비를 달리하였으며, flame holder의 유 무, 과산화수소와 케로신의 가압압력에 따른 점화특성 및 연소안정성을 관찰하였다. 그 결과, 대부분의 경우에 자연점화를 관찰할 수 있었으나, 가압압력의 조건에 따라 연소 안정성에는 큰 변화가 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.76-87
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• 2019

공동형 화염 안정화 장치를 갖는 초음속 연소기를 직접 연결 방식으로 시험을 수행하였다. 고도 20 km, 비행 마하수 4에 해당하는 전온도, 전압력 유동 조건에 대해 액체 탄화 수소 연료를 경사 분사와 공력 램프 분사의 2가지 방법으로 분사하였다. 축방향 벽면 압력과 연소기 출구의 전압력을 계측하여 연료량에 따른 연소 특성을 파악하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.82-88
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• 2011

본 연구의 목적은 실용연소기를 대상으로 한 복잡한 난류 연소장에의 Dynamic SGS G-방정식의 유용성을 확인하는 데에 있다. 본 연구에서는 sub-grid 난류확산과 화염 두께에 근거한 새로운 난류화염 전파속도 모델을 제안하였으며, sub-grid 난류강도를 이용한 기존 모델과의 비교, 검증을 수행하였다. 해석결과는 실험결과와의 비교를 통해 속도와 온도분포를 잘 예측하고 있음을 확인하였다.