• 제목/요약/키워드: Ignition/Starting Transient

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Studies on Starting Transient in Solid Rockets

  • V.R. Sanal Kumar;Kim, Heuy-Dong
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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    • pp.6-10
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    • 2003
  • Accurate description of starting transient history allows and justifies the use of small margin of safety for the engine parts, resulting in high motor mass ratio in addition to satisfying the control and guidance requirements of the vehicle. Studies have been carried out for the prediction and reduction of ignition peak and pressure-rise rate during the starting transient of solid rocket motors. Numerical studies have been carried out using a two dimensional Navier-Stokes solver. It has been inferred through the parametric studies that, in the case of solid rocket motors with uniform port, high ignition peak is observed at high spread rate and low pressure-rise rate. In the case of the port with sudden expansion configuration, high ignition peak is observed at relatively high average spread rate and high-pressure rise rate. These studies are expected to aid the designer in reducing the ignition peak by altering the propellant properties or igniter characteristics without sacrificing the motor performance.

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The Ascendancy of Grain Configuration on the Starting Transient of Solid Rockets

  • V.R. Sanal Kumar;Kim, Heuy-Dong;B.N. Raghunandan;Toshiaki Setoguchl
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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    • pp.550-559
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    • 2004
  • Theoretical studies have been carried out to examine the influence of the grain geometry-dependent driving forces, which control the internal flow pattern of solid rockets. Numerical studies have been executed with the help of a two-dimensional code. This code solves standard k-omega turbulence equations using the coupled second order implicit unsteady formulation. It has been concluded that the grain port divergence angles have significant leverage on the formation of recirculation bubbles leading for pressure oscillations, flow separation and reattachment. In solid rockets flow reattachment will favour secondary ignition and that will add to the complexity of the starting transient prediction.

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LPG성상에 따른 세미리턴방식 LPi엔진의 시동성 및 싸이클 별 HC/NOx 배출 특성 (Effect of semi-return fuel supply system on the startability and HC/NOx emissions during cold transient starting phase in an LPi engine)

  • 김주원;최관희;명차리;박심수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2910-2915
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    • 2008
  • This paper was investigated the behaviors of the engine and combustion phenomena for various LPG compositions in the semi-return type system, which is not recircurated to LPG tank through furl rail, applied LPi engine during a cold idle condition and including a cold start of the engine. Cyclic HC and NOx emissions were measured at exhaust port to examine their formation mechanical and reduction mechanical with fast response gas analyzers. Various ignition timing is experimented to study the characteristics of combustion phenomena, HC/NOx emissions during fast idle. Also, this study was investigated start delay time, cylinder pressure, HC/NOx emissions, Mass Fraction Burned, starting time to evaluate performance of transient cold startability. Compared to the return type system, the semi-return type system have advantages in point of production cost and equivalent performance of engine starting time and pressure settling time.

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SI 엔진의 시동 및 아이들 구간에서의 점화시기에 따른 싸이클별 연소현상에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Cyclic Combustion Characteristics at Starting and Idling Phase on Spark Ignition Engine)

  • 최성원;최관희;명차리;박심수
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.3317-3322
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    • 2007
  • THC(Total Hydrocarbon) emissions during cold start and warm-up phase constitute the majority of THC emissions during the FTP-75 mode. As the basic approach to improve the emission performance of Gasoline engine during transient phase, the effect of spark timing retard from MBT on THC emission characteristics is studied by engine test using a Fast response Flame Ionization Detector(FFID). A cyclic analysis of the combustion process shows that high THC emissions are produced first few cycles during the transient phase. This paper presents the results of engine performance and emission of Gasoline engine with various spark timing. consequently, This paper was focused on the combustion phenomena with various spark timing during transient phase which was analyzed by Fast response Flame Ionization Detector (FFID) equipment to measure the cyclic THC emission characteristics.

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터보펌프식 액체 로켓 엔진의 시동 과도 특성 해석 (Analysis of Transient Characteristics for Turbopump-fed Liquid Propellant Rocekt Engine in Start-up)

  • 손민;김덕현;구자예
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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    • pp.34-37
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    • 2010
  • 터보펌프식 액체 로켓 엔진에 대해 AMESim을 이용하여 1-D 시스템을 구성하고 시동 과도 특성을 해석하였다. 액체산소와 RP-1을 추진제로 사용하는 개방형 사이클에 대해 해석을 수행하였으며, 초기 시동시 가스발생기의 연료 밸브 개방 및 가스발생기 점화 타이밍과 시동 안정성의 관계에 관한 결과를 얻었다. 이러한 연구를 바탕으로 터보펌프식 액체 로켓 엔진 시스템의 최적 설계를 위해 시동시 특성 및 시동 절차를 고려해야 함을 확인 하였다.

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액적 배열의 증발과 착화에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Study of Evaporation and Ignition of in-line Array Liquid Droplets)

  • 김충익;송기훈
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.37-47
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    • 1999
  • 부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.

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Numerical predictions of the time-dependent temperature field for the 7th Cardington compartment fire test

  • Lopes, Antonio M.G.;Vaz, Gilberto C.;Santiago, Aldina
    • Steel and Composite Structures
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    • 제5권6호
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    • pp.421-441
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    • 2005
  • The present work reports on a numerical simulation of a compartment fire. The fire was modeled using a simplified approach, where combustion is simulated as a volumetric heat release. Computations were performed with the commercial code CFX 5.6. Radiation was modeled with a differential approximation (P1 model), while turbulence effects upon the mean gas flow were dealt with a SST turbulence model. Simulations were carried out using a transient approach, starting at the onset of ignition. Results are provided for the temperature field time evolution, thus allowing a direct comparison with the analytical and experimental data. The high spatial resolution available for the results proved to be of great utility for a more detailed analysis of the thermal impact on the steel structure.

이중 모드 스트램제트 엔진의 시동 천이 과정 (Starting Transients in Dual-Mode Scramjet Engine)

  • 최정열;노진현;변종렬;임진식
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.981-984
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    • 2011
  • 에틸렌 연료의 이중모드 스크램제트 연소기에서 연소와 충격파 열 발생의 과도 과정을 고해상도 기법을 이용하여 수치적으로 연구하였다. 연료 분사 이후 질량 공급에 의한 아음속 유동 감속을 위하여 연소기 확장부에 조절용 공기를 공급한다. 공기와 연료가 충분히 혼합된 수 ms 이후 점화가 이루어지며, 압력 상승은 격리부에 흡입구 노즐까지 전진하는 충격파 열을 형성한다. 이후 후방 공기공급을 중단하면 배출 과정이 진행되면서 후방 공기 공급 이전 상태로 서서히 복원된다. 본 연구의 결과는 이중모드 스크램제트 연소기에서 작동 영역과 특징의 이해를 돕는 상세 과정을 보여주었다.

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