• 제목/요약/키워드: Free piston engine

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극초음속 스크램제트 엔진의 연소특성 (Combustion Characteristics of Hypersonic SCRamjet Engine)

  • 원수희;정은주;정인석;최정열
    • 한국추진공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.61-69
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    • 2004
  • 본 연구는 극초음속 모델 스크램제트 엔진 연소기의 화염지지와 연료-공기 혼합과정의 특성을 살펴보기 위하여 수치해석을 이용하여 수행되었다. 연료분사 방법으로 수소연료가 초음속 유동장에 수직분사되는 경우와 공동내부에 분사되는 두 가지 경우를 채택하였으며 각각 UQ(University of Queensland, Australia)와 ANU(Australian National University, Australia)의 충격파 풍동을 이용하여 실험이 수행되었다. 수치해석을 통하여 수직분사 상류의 박리영역과 공동주변에서 연소현상이 관찰되었다. 수직분사의 박리영역과 공동내부분사의 공동은 재순환 영역을 발생시키며, 이 재순환 영역은 연료-공기의 혼합을 촉진시킨다. 또한 자발점화가 박리영역-자유류, 공동-자유류 경계면에서 발생함을 알 수 있었다.

고압 분사 인젝터의 분사 시기에 따른 DME 분무특성에 관한 실험 및 해석적 연구 (Experimental and Numerical Investigation on DME Spray Characteristics as a Function of Injection Timing in a High Pressure Diesel Injector)

  • 김형준;박수한;이창식
    • 한국분무공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.109-116
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    • 2009
  • The purpose of this study is the experimental and numerical investigation on the DME spray characteristics in the combustion chamber according to the injection timing in a common-rail injection system. The visualization system consisted of the high speed camera with metal halide lamp was used for analyzing the spray characteristics such as spray development processes and the spray tip penetration in the free and in-cylinder spray under various ambient pressure. In order to observe the spray characteristics as a function of injection timing, the piston head shape of re-entrant type was created and the fuel injected into the chamber according to various distance between nozzle tip and piston wall in consideration of injection timing. Also, the spray and evaporation characteristics in the cylinder was calculated by using KlVA-3V code for simulating spray development process and spray tip penetration under real engine conditions. It was revealed that the high ambient pressure of 3 MPa was led to delay the spray development and evaporation of DME spray. In addition, injected sprays after BTDC 20 degrees entered the bowl region and the spray at the BTDC 30 degrees was divided into two regions. In the calculated results, the liquefied spray tip penetration and fuel evaporation were shorter and more increased as the injection timing was retarded, respectively.

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스크램제트 엔진 내 후퇴각 공동의 주파수 특성 분석 (Frequency Analysis of the Sweepback Cavity in the Scramjet Engine)

  • 정은주;정인석;;;강상훈;양수석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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    • pp.293-296
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    • 2007
  • 호주국립대학의 T3 자유충격파관을 이용하여, 마하수 3.7의 유입 유동에 대해 비분사유동, 공동이전 경사분사유동, 공동내부 평행분사유동, 공동내부 역분사유동에 대해 주파수를 확인하고, 공동 유동 특성을 살펴보았다. 비분사유동은 고조파 형태의 주파수가 나타나지 않았으나 10 kHz 부근에서 비교적 큰 압력 스펙트럼이 나타났다. 공동 이전 경사분사는 공동의 앞전에서 박리되는 전단층의 두께를 증가시켜 공동 뒷전에서 발생하는 유동의 진동 현상을 현저히 감소시켰다. 공동 내부 평행분사는 공동의 뒷전에 분사 유동이 직접 부딪히게 되고, 공동의 진동 현상을 오히려 증가시켰다.

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Numerical Simulation Study on Combustion Characteristics of Hypersonic Model SCRamjet Combustor

  • Won, Su-Hee;Eunju Jeong;Jeung, In-Seuck;Park, Jeong-Yeol
    • 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.

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리니어 수소동력시스템의 연소연구용 급속흡입압축기의 특성 해석 (Analysis on the Characteristics of RICEM for Researching Combustion Characteristics of Linear Hydrogen Power System)

  • 이제홍;김강문;정대용;이종태
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.66-73
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    • 2005
  • Hydrogen linear power system is estimated as the next generation power system which can obtain a performance as same as fuel cell. In order to develop Hydrogen combustion power system with high thermal efficiency, it is very important to understand the basic characteristics of hydrogen combustion and establish combustion stabilization technique of its system. In this study, RICEM(Rapid Intake Compression Expansion Machine) for researching of hydrogen combustion linear power system was manufactured and evaluated, and the basic characteristics of linear RICEM were analyzed.

Design of Linear Transverse Flux Machine for Stelzer Machine using Equivalent Magnet Circuit and FEM

  • Jeong, Sung-In
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제13권4호
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    • pp.1596-1603
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    • 2018
  • This paper presents the new design and validation process of the linear transverse flux machine of the stelzer machine for hybrid vehicle application. A linear transverse flux machine is a novel electric machine that has higher force density and power than conventional electric machine. The process concentrates on 2-dimensional and 3-dimensional analysis using equivalent magnetic circuit method considering leakage elements and it is verified by finite element analysis. Besides the force characteristics of all axis of each direction are analyzed. The study is considered by dividing the transverse flux electric excited type and the transverse flux permanent magnet excited type. Additionally three-dimensional analysis in this machine is accomplished due to asymmetric structure with another three axes. Finally, it suggests the new design and validation process of linear transverse flux machine for stelzer machine.

자유 피스톤 엔진용 단상 선형 발전시스템을 위한 전력제어시스템 (Power Conditioning System for Single Phase Linear Generation System of Free Piston Engine)

  • 곽봉우;김종훈;김명복
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.431-432
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    • 2017
  • 본 논문은 자유 피스톤 엔진에 적용되는 단상 선형발전기용 전력제어시스템에 관한 연구이다. 자유 피스톤 엔진 선형발전시스템은 피스톤의 움직임을 구속하는 기구가 없기 때문에 기계적 마찰 손실이 적고 상사점 도달 시간이 짧아 에너지 효율측면에서 기존의 피스톤 엔진보다 유리한 기술이다. 하지만, 자유 피스톤 엔진의 경우 초기 기동 할 수 있는 동력원이 필요하며, 단상 선형 발전기의 경우 짧은 스트로크 및 낮은 속도로 인해 인덕턴스가 크게 설계 되어, 높은 인덕턴스로 인한 전류의 위상 지연으로 역률이 낮아지게 되고, 응답성이 떨어지는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 역률 보상 및 응답성을 높일 수 있는 자유피스톤 엔진용 단상선형발진기용 전력제어시스템을 제안한다.

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