• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.19-28
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• 2017

본 연구에서는 원형 노즐과 타원형 노즐을 이용하여 공동현상과 수력튀김 현상이 유동특성에 어떠한 영향을 미치는지 파악하고자 하였다. 이를 위해 오리피스 길이 대 직경비(L/d)와 타원형 노즐의 종횡비(a/b)가 서로 다른 분사기들을 제작하여 분무실험을 수행하였다. 분사압력 증가에 따라 공동현상이 발생할 경우 유량계수가 서서히 감소하였으나 수력튀김 영역에서는 유량계수가 급격히 떨어진 후 일정한 값을 유지함을 확인하였다. 하지만 타원형 노즐에서 장축지름(a)과 단축지름(b) 대비 오리피스 길이의 비인 L/b가 8 이상, L/a가 8 이하인 경우, 유량계수 및 액체제트 형상은 기존의 원형 노즐과는 상당히 다른 결과를 나타내었다. 정상유동 상태인 경우 타원형 노즐에서 분사된 액주는 원형 노즐과는 달리 하류로 가면서 장축에서는 분무각이 감소하였으며 단축에서는 분무각이 커지는 모습을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.51-58
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• 2006

횡단 유동장내에서 일어나는 분무 현상에 대하여 분사각 변화에 대한 특성과 단일 노즐 형상에서 노즐의 크기와 길이에 대한 분무 특성을 연구하였다. 노즐은 단일 구멍으로 직경이 0.5 ㎜이고 노즐 대 노즐길이의 비(L/D)는 1.0에서 6.0이며 이미지는 고해상 줌 렌즈를 이용한 CCD 카메라를 통해 얻었으며, SMD와 액적의 속도는 PDPA와 상용 프로그램인 Image Express를 사용하였다. 액체 제트의 궤적은 웨버수와 모멘텀비, 노즐형상 변화(L/D)에 영향을 받아 액주가 후방으로 휘어지는 현상이 나타났다. 분사각이 낮을 때(${\theta}$ < $90^{\circ}$)에 노즐 형상보다는 웨버수 증가가 액체 제트의 궤적에 더 크게 영향을 미쳤으며, 분사각이 높을 때(${\theta}$ > $90^{\circ}$)에 노즐 형상 변화에 의한 분열점 변화가 액체 제트의 궤적에 더 크게 영향을 미쳤다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.177-180
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• 2010

고압관, 가압관, 발사관으로 구성된 Ballistic Range의 일종인 2단식 경가스 총을 사용하여 초음속 액체 제트의 분무 특성을 연구하였다. 135 bar의 압축공기는 고압관과 가압관 사이에 OHP필름으로 구성된 격막을 파열시킨 후 가압관의 발사체를 약 250 m/s의 속도로 가속하였다. 가속된 발사체는 액체 저장부에 충돌하여 액체를 초고압으로 가압한 후 초음속으로 분사시키며, 특히 초음속 액체 제트는 미립화된 다중 제트의 형태를 나타내고 액체 제트 전방 영역에서 충격파를 수반한다. 다양한 분사 노즐의 기하학적 형상에 대한 분무시험결과 초음속 액체 제트의 속도와 충격파 각도가 각각 다르게 생성되었으며, L/d가 9.9, 11.9, 23.8의 조건에 대하여 L/d가 23.8의 경우에 액체 제트의 분사속도가 마하수 1.53으로 가장 낮게 측정되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.1-10
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• 2018

본 연구에서는 횡단류 공기유동에 수직으로 분사되는 액체제트의 분열거리와 액주궤적에 대한 음향가진의 영향을 살펴보았다. 이를 위해 단공 원형노즐 분사기를 이용하여 동일한 횡단류 공기속도에서 분사압력과 음향가진의 크기를 변화시켜가며 수류실험을 수행하였다. 또한 음향가진 주파수 기준 12개의 위상각에서 분무 이미지를 얻어 위상각 변화에 따른 영향을 확인하였다. 실험결과 분열길이는 비가진 상태에 비해 음향가진 상태에서 전반적으로 감소하였지만 위상각에 따른 변화는 발견되지 않았다. 본 실험 범위 내에서 음향가진은 수직분사 액체제트의 액주궤적에 거의 영향을 주지 못하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권5호
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• pp.174-181
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• 1998

Experimental and analytical studies are presented to characterize the break-up mechanism and atomization processes of the intermittent- impinging-type nozzle. Gasoline jets passing through the circular nozzle with the outlet diameter of 0.4mm and the injection duration of 10ms are impinged on each other. The impingement of fuel jets forms a thin liquid sheet, and the break-up of the liquid sheet produces liquid ligaments and droplets subsequently. The shape of liquid sheets was visualized at various impinging velocities and angles using the planer laser induced fluorescence (PLIF) technique. Based on the Kelvin-Helmholtz wave instability theory, the break-up length of liquid sheets and the droplet diameter are obtained by the theoretical analysis of the sheet disintegration. The mean diameter of droplet is also estimated analytically using the liquid sheet thickness at the edge and the wavelength of the fastest growing wave. The present results indicate that the theoretical results are favorably agreed with the experimental results. The size of droplets decreases after the impingement as the impinging angle or the injection pressure increase. The increment of the injection pressure is more effective than the increment of the impinging angle to reduce the size of droplets.

• 한국분무공학회지
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• 제16권1호
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• pp.44-50
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• 2011

An object of this study is to understand the correlation of injection characteristics and injector dimensions according to biodiesel mixture. The Injection characteristics of different types of common-rail injectors are the number of nozzle holes (5~8), jet cone angle ($146^{\circ}{\sim}153^{\circ}$), hydraulic flow rate (830~900 ml/min) injection quantity and response time. Prior to characteristic experiment, the reference injector has been selected in 6 candidates injectors under the investigation of injected quantity according to the biodiesel mixture so that injector type can be determined. The injector is used for the characteristic experiment which varied the various operating conditions including pressure 23 MPa, 80 MPa, 160 MPa, changing in injection duration 0.16 ms~1.2 ms and even mixture ratio. The result shows that the nozzle hole number and cone angle influence the injection quantity much more than nozzle hole diameter at low injection pressure and the nozzle hole diameter at high injection pressure, post injection duration.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권5호
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• pp.175-182
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• 2018

Accumulation of coal ash at the boiler wall reduces combustion and fuel efficiency. The design of a wall blower is important to effectively remove coal ash. We present numerical results for the removal of coal ash from boiler walls of domestic coal-fired power plants, associated with the computational fluid dynamics for the flow from spray nozzle to boiler wall. The numerical model simulates an erosion process in which the multiphase fluid comprising saturated vapor and fluid water is sprayed from the nozzle, and the water particles impact the boiler wall. We adopt the Finnie erosion model for water particles. We obtain the erosion rate density as a function of nozzle angle and its injection angle. As excessive coal ash removal usually induces damage to the boiler wall, the removal operation typically focuses on a large area with uniform depth rather than the maximum removal of coal ash at a specific location. In order to estimate the removal performance of the wall blower nozzle considering several functionality and reliability factors, we evaluate the optimal injection and nozzle angles with respect to the biggest cumulative and highest erosion rates, as well as the widest range and lowest standard deviation of the erosion rate distribution.

• 한국해양공학회지
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• 제26권1호
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• pp.54-59
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• 2012

This study presents investigation on ullage effect in sloshing experiment. The experiment was done with two dimensional tank. Sloshing experiments were carried out in the tank with 6 different ullage pressures. The tested filling ratio was 30% of the tank height. The flow field was recorded with high speed camera. The sloshing impact pressure were measured at 18 locations. It was shown that the variation of ullage pressures influences the magnitude of pressure and flow field. This study demonstrated the importance of ullage pressure in sloshing test.

• 한국해양공학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-73
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• 2009

This study presents the results of a slamming experiment using a pneumatic cylinder. The employment of the pneumatic cylinder showed a relatively good repeatability when the results were compared with those of other slamming devices. The experiment was done for various incident angles. An air pocket was believed to cause a reduction in the magnitude of the impact pressure with an incident angle of $0^{\circ}$ for the water entry. A high speed camera was used in an attempt to locate the time of the contact between the bottom of the specimen and the free surface. It seemed that the maximum pressure occurred before the water contacted the bottom of the specimen.

• 한국분무공학회지
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• 제21권1호
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• pp.47-52
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• 2016

This paper describes the modeling of CNG direct injection using gaseous sphere injection model. Simulation of CNG direct injection does not need break up and evaporation model compared to that of liquid fuel injection. And very fine mesh is needed near the injector nozzle to resolve the inflow boundary. Therefore it takes long computation time for gaseous fuel injection simulation. However, simulation of CNG direct injection could be performed with the coarse mesh using gaseous sphere injection model. This model was integrated in KIVA-3V code and RNG $k-{\varepsilon}$ turbulence model needs to be modified because this model tends to over-predict gas jet diffusion. Furthermore, we preformed experiments of gaseous fuel injection using PLIF (planar laser induced fluorescence)method. Gaseous fuel injection model was validated against experiment data. The simulation results agreed well with the experiment results. Therefore gaseous sphere injection model has the reliability about gaseous fuel direct injection. And this model was predicted well a general tendency of gaseous fuel injection.