• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.120-125
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• 2002

KSR-III 축소(I) 기본형 엔진에 대한 연소 시험을 실시한 결과 분사면의 내열 특성이 불량한 것으로 판명되었으며, 이에 기본형 엔진의 설계를 다각도로 수정한 축소(I) 수정형 엔진을 제작하게 되었다. 주요 설계 파라미터는 주분사기의 배열, 주분사기의 충돌각, 열차폐코팅이었으며 이들에 대한 시험적 연구를 수행하고 각 디자인에 대한 엔진 성능 및 내열 성능을 비교하였다. 내열 성능은 직교배열의 경우, 주분사기 충돌각이 작은 경우, 열차폐 코팅이 있는 경우 향상되는 경향을 보였으며, 일부는 30초 시험을 통해서 적절한 내열 성능을 보여주었다. 그에 따른 엔진 성능의 변화를 살펴보면 5% 범위 이내에서 성능 차이를 보이는데, 방사배열의 경우가 직교배열의 경우보다 성능이 높고, 주분사기 충돌각 $15^{\circ}$의 경우가 $20^{\circ}$의 경우보다 오히려 높게 나타났다. 또한, 저주파 연소불안정성의 측면에서는 충돌각이 작을수록, 방사형 배열보다는 직교형 배열의 경우 불안정 특성이 큰 것으로 판명되었다. 이러한 내열 성능 및 엔진 성능의 변화는 분무 특성의 변화 및 이에 의한 화염 구조의 변화에 기인하는 것으로 보이며, 보다 심도 있는 분석을 위해 추가적인 연구가 필요하다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.82-88
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• 2015

가열용 공업로는 설치 후에는 기본적인 로의 크기 및 열용량의 수정이 어려우므로 설계, 제작 설치 전 정확한 기본사양의 산출을 위한 통합적 설계 프로그램의 개발이 필요하다. 설계를 위한 프로그램을 개발하기에 앞서, 본 연구에서는 만족할 수 있는 연속식 가열로의 효율을 결정하기 위하여 로의 기본 사양에 의한 각 부의 손실열량을 계산하는 산술적 모듈을 제작하여 산소용 공업로에 적용하였다. 이를 통해 로의 설계 조건인 사용 연료 종류, 연소방식, 배기가스 재순환 유무에 따라 생산량이 110Ton/hour인 공업로의 효율 변화를 확인하였다. 순 산소 연소 조건에서는 공기 연소 조건보다 효율이 15% 이상 높아진 것을 확인하였다. COG(Coke Oven Gas)를 사용하였을 시, 천연가스를 연료로 할 때보다 상대적으로 효율이 상대적으로 높아졌다. 공기 연소에서는 예열 공기를 사용하였을 시 냉 공기보다 효율이 33% 정도 증가하였으나, 순 산소 조건에서는 배기가스 양이 감소하여 효율이 7% 상승하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.491-497
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• 2011

본 연구에서는 CO, $H_2$가 주성분인 모사합성가스를 이용하여 합성천연가스(SNG, Synthetic Natural Gas) 제조공정을 평가하기 위하여, 3종류의 SNG 합성반응시스템을 제안하였다. 제시된 공정은 다단 단열반응시스템, 재순환이 있는 다단 단열반응시스템 그리고 강제냉각방식의 수냉각반응시스템이다. 3개의 연속된 반응기로 구성된 다단 단열반응시스템에서의 1차반응기에서는 온도가 최대 $800^{\circ}C$까지 상승하였으며, 이로 인한 수성가스전환반응으로 인해 $CO_2$가 다른 시스템에 비해 많이 생성되었으며, SNG 내의 $CH_4$ 농도는 90.1% 정도를 얻었다. 다단 단열반응시스템의 문제점을 해결하기 위해 재순환이 있는 다단 단열반응시스템에서는 반응기의 온도제어를 위해 일부 전환가스를 재순환한 것으로, $CH_4$는 최대 96.3%를 얻었다. 이러한 다수개의 반응기로 구성된 단열반응기의 단점을 해결하여 반응기 개수를 줄일 수 있는 쉘과 튜브 형태의 반응기로 구성된 강제냉각방식의 수냉각시스템에서는 쉘 측으로 냉각수를 공급하여 반응열을 흡수하는 형태로, 공급되는 냉각수의 유량과 압력에 의해 온도를 제어할 수 있다. 이 시스템에서는 최대 $CH_4$는 최대 99.2%를 얻었으며, 1차 반응기인 강제냉각방식의 수냉각반응기 출구에서의 97% 이상의 $CH_4$ 농도를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.130-136
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• 2011

This study describes the effect of EGR rate on the combustion and emissions characteristics of a four cylinder CRDI diesel engine using biodiesel (soybean oil) blended diesel fuel. The test fuel is composed of 30% biodiesel and 70% ULSD (ultra low sulfur diesel) by volumetric ratio. The experiment of engine emissions and performance characteristics were performed under the various EGR rates. The experimental results showed that ignition delay was extended, the maximum combustion pressure and heat release gradually were decreased with increasing EGR rate. Comparing biodiesel blended fuel to ULSD, the injection quantity of biodiesel blended fuel was further increased than ULSD. The emission results showed that $NO_x$ emission of biodiesel blended fuel becomes higher according to the increase of EGR rate. However, in the case of biodiesel blended fuel, HC, CO and soot emissions were decreased compared to ULSD.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권6호
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• pp.687-696
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• 2007

To increase the reliability of auto-ignition in CAI engines, the thermodynamic properties of intake flow is often controlled using recycled exhaust gases, called internal EGR. Because of the internal EGR influence on the overall thermodynamic properties and mixing quality of the gases that affect the subsequent combustion behavior, optimizing the intake and exhaust valve timing for the EGR is important to achieve the reliable auto-ignition and high thermal efficiency. In the present study, fully 3D numerical simulations were carried out to predict the mixing characteristics and flow field inside the cylinder as a function of valve timing. The 3D unsteady Eulerian-Lagrangian two-phase model was used to account for the interaction between the intake air and remaining internal EGR during the under-lap operation while varying three major parameters: the intake valve(IV) and exhaust valve(EV) timings and intake valve lift(IVL). Computational results showed that the largest EVC retardation, as in A6, yielded the optimal mixing of both EGR and fuel. The IV timing had little effect on the mixing quality. However, the IV timing variation caused backflow from the cylinder to the intake port. With respect to reduction of heat loss due to backflow, the case in B6 was considered to present the optimal operating condition. With the variation of the intake valve lift, the A1 case yielded the minimum amount of backflow. The best mixing was delivered when the lift height was at a minimum of 2 mm.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.85-94
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• 2002

Computational flow dynamics(CFD) has been frequently applied to the waste incinerators to understand the flow performance for various design and operating parameters. Though it needs many simplifications and complicated flow models, the reasonability of its results is not fully evaluated. For example, the inlet condition is calculated from an arbitrarily assumed properties of combustion gas release from the waste bed, since the combustion in the bed is difficult to be predicted. In this study, the computational modeling and calculation procedures of CFD for the grate type waste incinerator were evaluated using comparative simulations. Though the assumption method on the generation of the combustion gas directly affected the temperature and gas species concentrations, the overall flow pattern was dominated by the secondary air jets. The gaseous reaction could be included by assuming the release of the products of incomplete combusion from the bed. However, the reaction effficiency cannot not be directly evaluated from the species concentration, since it is not possible to simulate the actual co-existence of fuel rich or oxygen rich puffs over the bed. In predicting the turbulence, the higher order model, such as Reynolds stress model, gave difference shape of local recirculation zones, but similar results was acquired from the standard $k-{\varepsilon}$ model. Introducing radiation model was required for accurate temperature prediction, but it also caused heat imbalance due to the fixed temperature of the inlet, i.e. the waste bed. Thus, the computational modeling procedures on incinerators and the analysis of the predicted results should be progressed carefully. Though not validated experimentally, current simulation method is capable of comparative evaluation on the flow-related parameters such as the furnace shape and secondary air injection using identical inlet conditions. Quantitative analysis using measures of the residence time and mixing is essential to compare the flow performance efficiently.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권5호
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• pp.303-310
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• 2014

In order to reduce friction and improve reliability, researchers have applied various surface texturing methods to highly sliding machine elements such as mechanical seals and piston rings. Despite extensive theoretical research on surface texturing, previous numerical results are only applicable to isothermal and iso-viscous conditions. Because the lubricant flow pattern of textured bearing surfaces is much more complicated than that for non-textured bearings, the Navier?Stokes equation is more suitable than the Reynolds equation for the former. This study carries out a thermohydrodynamic (THD) lubrication analysis to investigate the lubrication characteristics of a single micro-dimpled parallel thrust bearing cell. The analysis involves using the continuity, Navier?Stokes, energy, temperature?viscosity relation, and heat conduction equations with the commercial computational fluid dynamics (CFD) code FLUENT. This study discretizes these equations using the finite volume method and solves them using the SIMPLE algorithm. The results include finding the streamlines, pressure and temperature distributions, and variations in the friction force and leakage for various dimple radii and depths. Increasing the dimple radius and decreasing the depth causes a recirculation flow to form because of a strong vortex, and the oil temperature greatly increases compared with the non-textured case. The present numerical scheme and results are applicable to THD analysis of various surface-textured sliding bearings and can lead to further study.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1335-1341
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• 2011

본 연구의 목적은 평행 평판과 경사진 평판의 물질전달 특성을 비교하여 경사각에 따른 유동의 박리와 재부착이 물질전달에 미치는 영향을 규명하는 것이다. 나프탈렌승화법을 사용하여 평판에서의 국소물질전달계수를 측정하였으며, 평판의 경사각은 $10^{\circ}$에서 $-10^{\circ}$까지 $5^{\circ}$간격으로 변화시키고 유동 속도는 2m/s에서 15m/s까지 변화시켰다. 양의 각으로 경사진 평판에서 국소 Sherwood 수는 경계층이 발달하면서 감소하는 경향을 보이고 있는며, 음의 각으로 경사진 평판의 경우는 재순환 와류의 박리점에서 최소값을 나타내고, 박리된 유동의 재부착점에서 최대값을 나타내었다. 평균 Sherwood 수는 음의 각과 양의 각 모두 평행 평판보다 낮았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.681-686
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• 2002

산업 현장에서 이론적인 건조방법이 실제와는 차이가 많고 또한 배기가스의 재순환이 폐열을 이용하는 목적으로 열원의 절감에는 경제적이지만 이들 파라미터에 따른 요소수지 성형화에 미치는 영향을 연구한바가 없다. 따라서 요소 수지 성형재료의 경화 특성을 건조와 성형 공정 중의 건조온도와 시간, 배기가스 재 순환률 및 성형온도에 따라 실험하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 성형재료의 수분함량은 건조 시간과 건조 온도가 증가함에 감소하고, 건조속도는 배기가스 재 순환률이 증가하면 감소한다. 특히 경화유동도는 배기가스의 재 순환량, 건조온도 및 성형온도가 증가하면 감소한다. 또한 건조온도, 건조시간, 배기가스의 재 순환량 및 성형온도에 따라 수분함량과 경화유동도에 대한 상관식을 구하여 재현성있는 최적의 조건을 구명하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권3호
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• pp.133-144
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• 2005

기존 발사체 시스템의 성능을 향상시키는 방법의 하나로 액체산소와 액체수소와 같은 극저온 추진제를 고밀도화하는 기술이 최근 활발히 개발되고 있다. 극저온 추진제 고밀도화를 통하여 발사체에서 추진제의 질량분율을 높임으로 보다 큰 유상하중을 괘도에 진입시킬 수 있다. 본 논문에서는 극저온 추진제 고밀도화의 원리 및 최근 기술동향을 소개한다. 주로 액체산소의 고밀도화에 초점을 맞추어 여러 고밀도화 방법들에 대해서 소개하였다. 고밀도화된 극저온 추진제를 탑재한 발사체의 엔진 및 발사체 전체 성능해석 결과를 통하여, 발사체 시스템의 성능 향상을 정량적으로 소개하였다 또한 향후 극저온 추진제 고밀도화 기술의 국내 위성발사체 적용을 위한 방안을 간략히 제시하였다.