An optical single cylinder diesel engine equipped with a common-rail injection system has been built to investigate diesel combustion and emission characteristics. Three optical widows (piston crown quartz for bottom view of the cylinder, upper piston quartz for allowing laser sheet and liner quartz for side view) have been placed in the optical engine to visualize spray characteristics and combustion process inside the cylinder. Before doing further research using various optical diagnostics with the optical engine, fundamental combustion experiments and flame visualization incorporating a high speed motion analyser have been carried out with a wide range of engine operating conditions.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.7
no.7
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pp.24-31
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1999
The MPI engine becomes increasingly popular because it meets two requirements of stringent pollutant emission and the lower fuel consumption. Even though supplies the same amount of fuel to each cylinder , it is hard to precisely control the air-duel ration due to the different amount of air flowing into each cylinder. The uniformity of air-fuel ration in each cylinder is considerably affected by the plenum chamber configuration . This study is focused on experimentally analyzing the flow characteristics within the plenum chamber In the present experiment , steady and valve dynamic state flow tests are performed and the flow field inside the plenum chamber is visualized and measured by utilizing a laser sheet visualization technique and a PTV method. These measured results indicate that the flow structure in the plenum chamber is highly influenced by the plenum chamber configurations, suction flow rates, crank speeds and so on.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.7
no.6
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pp.65-71
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1999
Recently new engine system is being required to cope with intensive emission restriction . For this reason, GDI(Gasoline direct injection) engine system which can satisfy both as good fuel economy as diesel engine and the performance to surpass PFI gasoline engine is being development . Since fuel injection system plays a significant role in GDI engine performance, the investigation of the spray characteristics injected from GDI injector above all is indispensable for GDI system development. In this study , spray developing shape was visualized using laser sheet with Nd : YAG laser and atomization characteristics was analyzed by measuring velocities and droplet size with PDA. Utilizing these results , the basic design factor of GDI injector can be offered.
Air flow of inside automobile HVAC module has been visualized using a high-resolution PIV technique with varying the temperature operation mode. The PIV system consists of a 2-head Nd:YAG laser(125 mJ), a high-resolution CCD camera(2K x 2K), optics and a synchronizer. A real automobile HVAC module was used directly with slight modification for clear optical windows. Some parts of the HVAC module casing were replaced with transparent windows for capturing flow images with laser light sheet beam illumination. Time-averaged velocity field were measured in three temperature control modes. Flow characteristics of the air-conditioned air flow in the automobile HVAC system were evaluated.
Choi Chang Jin;Jung Hae Gon;Kim Sang Moon;Kim Kyung Chun
한국가시화정보학회:학술대회논문집
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2005.12a
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pp.64-68
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2005
In this study, the smoke flows of the inner subway station were visualized through a numerical analysis and visualization experiment in the subway fire. A transparent acrylic model was designed and installed as 1:25th scale-down as the actual subway station by using geometrical similarity The properties of subway fire were reconstructed according to Densimetric Froude Similarity. The 47 to 53 ratio of the mixed air and Helium was inputted in the inner acrylic model to describe 1MW fire intensity with reference to the experiment paper. For the same time, the fire smoke from a smoke generator was inputted in the inner acrylic model with the mixture. At this time, the buoyancy effect of Helium gas went up the smoke to the acrylic model. When the sheet beam of Ar-lon laser was given out to the top and stair of subway model, the digital camcorder took the images of the scattered cluster of smoke particles when applying the smoke management system and PSD.
The direct injection gasoline spray-wall interaction was characterized inside a heated pressurized chamber using various visualization techniques, including high-speed laser-sheet macroscopic and microscopic movies up to 25,000 frames per second, shadowgraph, and double-spark particle image velocimetry. Two hollow cone high-pressure swirl injectors having different cone angles were used to inject gasoline onto a heated plate at two different impingement angles. Based on the visualization results, the overall transient spray impingement structure, fuel film formation, and preliminary droplet size and velocity were analyzed. The results show that upward spray vortex inside the spray is more obvious at elevated temperature condition, particularly for the wide-cone-angle injector, due to the vaporization of small droplets and decreased air density. Film build-up on the surface is clearly observed at both ambient and elevated temperature, especially for narrow cone spray. Vapor phase appears at both ambient and elevated temperature conditions, particularly in the toroidal vortex and impingement plume. More rapid impingement and faster horizontal spread after impingement are observed for elevated temperature conditions. Droplet rebounding and film break-up are clearly observed. Post-impingement droplets are significantly smaller than pre-impingement droplets with a more horizontal velocity component regardless of the wall temperature and impingement angle condition.
The current trend in automotive finishing industry is to use more electrostatic rotating bell (ESRB) need space to their higher transfer efficiency. The flow physics related with the transfer efficiency is strongly influenced by operating parameters. In order to improve their high transfer efficiency without compromising the coating quality, a better understanding is necessary to the ESRB application of metallic basecoat painting for the automobile exterior. This paper presents the results from experimental investigation of the ESRB spray to apply water-borne painting. The visualization, the droplet size, and velocity measurements of the spray flow were conducted under the operating conditions such as liquid flow rate, shaping airflow rate, bell rotational speed, and electrostatic voltage setting. The optical techniques used in here were a microscopic and light sheet visualization by a copper vapor laser, and a phase Doppler particle analyzer (PDPA) system. Water was used as paint surrogate for simplicity. The results show that the bell rotating speed is the most important influencing parameter for atomization processes. Liquid flow rate and shaping airflow rate significantly influence the spray structure. Based on the microscopic visualization, the atomization process occurs in ligament breakup mode, which is one of three atomization modes in rotating atomizer. In the spray transport zone, droplets tend to distribute according to size with the larger drops on the outer periphery of spray. In addition, the results of present study provide detailed information on the paint spray structure and transfer processes.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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v.4
no.1
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pp.63-74
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2003
The vortical flow of a 65-deg flat plate delta wing with a leading edge extension(LEX) was examined through off-surface visualization, 5-hole probe and hot-film measurements. The off-surface flow visualization technique used micro water droplets generated by a home-style ultrasonic humidifier and a laser beam sheet. The angles of attack ranged from 10 to 30 degrees, and the sideslip angles ranged from 0 to -15 degrees. The Reynolds number was $1.82{\times}10^5$ for the flow visualization, and $1.76{\times}10^6$ for the 5-hole probe and hot-film measurements. The comparison of the visualization photos and the flow field measurement showed that the two results were in a good agreement for the relative position and the structure of the wing and LEX vortices, even though the flow Reynolds numbers of the two results were much different. The wing vortex and the LEX vortex coil each other while maintaining a comparable strength and identity at zero sideslip. Neither a looping of the wing vortex around the strake vortex, nor the lopsided coiling of the stronger strake and the weaker wing vortices was observed. At non-zero sideslip, the downward movement of the LEX vortex when going downstream was enhanced on the windward side, and the downward and inboard movement of the LEX vortex when going downstream was suppressed on the leeward side. The counterclockwise coiling of the wing and LEX vortices was decreased significantly on the leeward side.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.30
no.1
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pp.94-103
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1993
This study deals with an investigation on the tip vortex generated by an elliptic wing with section shapes of NACA 0020. The flow structure on the wing surface is investigated by using tufts test as well as observing the cavitation pattern. The surface pressure on a foil surface is measured to complement the visualized flow field. Results show that a strong spanwise pressure gradient is a definite contributor on the formation of tip vorex, and the fluids from both sides contribute to the evolutionary process of tip vortex. On the other hand, a series of experiments are conducted to investigate the detailed structure of tip-vortex at various angles of attack. The tip-vortex formation and development are observed by producing a cavitation, and then by a laser sheet technique in conduction with a dye injection method. The shape of tip-vortex and the distance between a vortex core and the trailing vortex sheet are found to vary with the angle of attack. Overall features of tip flow are evaluated to complement the vortex model based on inviscid theory.
A series of measurements and visualization to investigate the extingushiment of water sprays with pool fires is presented. Fire source is a small-scale pool burner with methanol, ethanol and gasoline. Measurements of temperature, O2, CO2, and CO concentrations along the plume centerline are carried out to observe pool structures without water sprays. Visualization by the Ar-ion laser sheet flow pattern of droplets of the sprays above the pool fires. It is observed than in the case of methanol and ethanol, water sprays continuously penetrate into the center of fuel surfaces. The gasoline pool fire allows intermittent penetration of water sprays because of pulsating characteristics of the gasoline flame. To evaluate the cooling effect of the fuel surface by the sprays, the temperature was measured at the fuel surface. As soon as the mists reach the fuel surface of methanol and ethanol, the temperatures of the fuel surface decrease rapidly below the boiling point, and then the fires are extinguished. Due to the application of mist upon the gasoline fire, though the fuel temperature decrease abruptly at the time of the injection, such a repid decrease do not continue till the extinction point.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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