• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2007년도 제34회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.98-103
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• 2007

The number of vehicles employing diesel engines is rapidly rising. Accompanying this trend, application of an after-treatment system is strictly required as a result of reinforced exhaust regulations. The Diesel Particulate Filter (DPF) system is considered as the most efficient method to reduce particulate matter (PM), but the improvement of a regeneration performance at any engine operation point presents a considerable challenge by itself. Temperature, gas compostion and flow rate of exhaust gas are important parameters in DPF evaluation, especially regeneration process. Engine dynamometer and degment tester are generally used in DPF evaluation so far. But these test method couldn't reveal the effect of various parameters on real DPF, such as O2 concentration, amount of soot and exhaust gas temperature. This research has studied the possibility using dump combustor that used to take an approach lean premixed combustion in gas turbine for a DPF power and optimized. It is possible that utilize the system as DOC (Diesel Oxidation Catalyst) and SCR(Selective Catalytic Reduction) assessments test as well as DPF evaluation

• 한국연소학회지
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• 제13권1호
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• pp.10-16
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• 2008

Numerical simulations of freely propagating premixed flames burning mixtures of methane and chlorinated hydrocarbons in fuel are performed at atmospheric pressure in order to understand the effect of chlorinated hydrocarbons on the formation of nitrogen oxide. A detailed chemical reaction mechanism is used, the adopted scheme involving 89 gas-phase species and 1017 elementary forward reaction steps. Chlorine atoms available from chlorinated hydrocarbons inhibit the formation of nitrogen oxides by lowering the concentration of radical species. The reduction of NO emission index calculated with thermal or prompt NO mechanism is not linear and is probably related to the saturation effect as $CH_3Cl$ addition is increased, In the formation or consumption of nitrogen oxide, the $NO_2$ and NOCl reactions play an important role in lean flames while the HNO reactions do in rich flames. The molar ratio of Cl to H in fuel has an effect on the magnitude of NO emission index.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권1호
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• pp.321-327
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• 1996

Experiments were performed on the laminar premixed flame stabilized in a porous medium to know whether the flame downstream of the combustor exists or not. In previous theoretical studies, a stable flame has been predicted in the downstream region of the combustor, but it has never been observed in experiments. In this study, a stable downstream flame could be obtained for the lower burning velocity through circumferential heating by a blue flame positioned outside the periphery of the specially devised combustor. The existence of the stable downstream flame was confirmed by a direct photography of soot line, and temperature measurements. The effect of combustor diameter to flame stability was also considered. As the diameter of the combustor increases, the lean flammability limit was extended.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.57-69
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• 2012

본 연구는 희박 예혼합 연소기에서 연소실과 연료-공기 혼합부의 공진모드의 관계가 연소불안정에 어떤 영향을 미치고 있는지에 대하여 실험적으로 확인한 연구이다. 다체널 동압측정을 통하여 각각 위치에서 동압의 모드와 각 센서들간의 phase를 분석하여 연소불안정의 원인을 규명할 수 있었다. 연소실의 길이(800~1800)와 혼합부의 길이(470, 550, 870 mm)를 음향학적 경계로 일치시켜 연소불안정 특성을 확인해 보았을 때 두가지 서로 다른 연소불안정 모드를 확인할 수 있었는데 저주파 연소불안정 특성은 화염의 열방출 섭동과 연소실의 공진모드에 기인하며, 고주파 영역대의 연소불안정 현상은 혼합부의 길이를 변경하였을 때 발생하는 또 다른 불안정 현상임을 실험적으로 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.658-665
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• 2014

선박용 디젤엔진에서 천연가스의 사용기술은 NOx, SOx 및 GHG의 배출을 단독으로 크게 삭감할 수 있는 기술이다. 특히 셰일가스의 등장으로 가스의 공급이 확대될 것으로 예상되는 가운데 추진기관용 2행정기관에의 이용이 적극적으로 개발 검토되고 있다. 가스엔진의 출력성능은 디젤기관과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으며 연료소비율은 약간 개선되는 것으로 보고되고 있다. 그러나 배기특성에 있어서는 연소기술에 따라서 다른 성능을 나타내고 있으며 희박연소기술에 의하여 NOx 배출량은 85%정도의 감축이 가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 가스엔진의 연소생성물의 발생량을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 희박연소의 영향은 물론 예혼합연소와 확산연소에 의한 영향도 시뮬레이션 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이를 위해서 실린더 내 상태변화는 2영역모델(Two-zone model)을 이용하고 열발생율 패턴은 Wiebe 함수를 이용하며, 공연비를 입력데이터로 하여 다양한 연소조건에서의 배기생성물의 발생량 예측을 가능하게 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.40-49
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• 2016

본 연구의 목적은 저선회 모델 연소기에서 저선회 연소의 특성을 확인하는 것이다. 이를 위해 선회각도에 따른 화염의 형상 및 안정화 영역, 배기성능에 대한 평가가 실험적으로 수행되었다. 저선회 연소의 큰 특징은 화염이 부상되어 존재하게 되는데, 이러한 부상화염은 확대유동과 예혼합 화염의 전파특성이 절묘하게 결합되어 발생하게 된다. 본 연소기에서 이러한 부상화염의 특징을 속도 유동장을 통하여 확인하였으며 화염을 가시화하여 나타내었다. 가시화된 화염은 열용량과 당량비에 따라 분류하였다. 선회각도의 변화에 따른 연구를 통해 선회각도만으로도 희박 가연한계를 확장시킬 수 있음을 보였다. 또한 선회각도가 증가할수록 혼합이 향상되고 체류시간이 짧아져 NOx와 CO의 배출이 감소되는 것으로 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.41-47
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• 2012

연소 불안정 현상을 완전하게 이해하기 위해서는 천이 과정과 한계 진폭과 같은 비선형 거동에 대한 예측이 매우 중요하다. 가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 이러한 비선형 거동은 화염의 비선형 동특성에 크게 의존하게 된다. 본 연구에서는 기존에 선형 해석으로부터 비선형 열음향 해석으로 확장하기 위해서 화염 묘사 함수를 통한 시스템 안정성 해석 기법이 소개되었다. 이를 위하여, 주파수 뿐만 아니라 속도 진폭에 따른 열발생율의 변동 특성이 실험 결과로부터 모델링되었다. 현재 해석 조건에서 비선형 모델링 결과, 주어진 연소기 길이에서 속도 진폭이 불안정 주파수에 미치는 영향은 미비하였으나, 성장률에는 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 다양한 조건에서 비선형 모델의 검증과 한계 진폭의 예측 결과에 대한 실험 결과와의 비교가 요구된다.

• 한국연소학회지
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• 제19권1호
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• pp.17-28
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• 2014

In this study, the laminar burning velocity of syngas fuel($H_2/CO$) and flame structure with various hydrogen contents were studied using both experimental measurements and detailed kinetic analysis. The laminar burning velocities were measured by the angle method of Bunsen flame configuration and the numerical calculations including chemical kinetic analysis were made using CHEMKIN Package with USC-Mech II. A wide range of syngas mixture compositions such as $H_2$ : CO = 10 : 90, 25 : 75, 50 : 50, 75:25 and equivalence ratios from lean condition of 0.5 to rich condition of 5.0 have been considered. The experimental results of burning velocity were in good agreement with previous other research data and numerical simulation. Also, it was shown that the experimental measurements of laminar burning velocity linearly increased with the increment of $H_2$ content although the burning velocity of hydrogen is faster than the carbon monoxide above 10 times. This phenomenon is attributed to the rapid production of hydrogen related radicals such as H radical at the early stage of combustion, which is confirmed the linear increase of radical concentrations on kinetic analysis. Particular concerns in this study are the characteristics of burning velocity and flame structure different from lean condition for rich condition. The decrease of OH radicals and double peaks are observed with $H_2$ content in rich condition once $H_2$ fraction exceeds over threshold.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.443-449
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• 2014

가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 발생하는 연소 불안정 현상을 예측하기 위하여 열음향 해석 기법이 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 이러한 모델들은 전체 연소기 시스템과 화염의 형상을 과도하게 단순화함으로써, 모델 정확도에 한계를 드러내왔다. 본 연구에서는 두 가지 측면에서 열음향 모델의 정확도를 개선하고자 하는 노력을 시도하였다. 우선 화염의 위치를 연소기 입구가 아닌 실제 계측 결과를 반영할 수 있도록 열음향 모델을 수정하였으며, 두 번째로는 열 발생 위치가 얇은 화염의 형태가 아닌, 실제 화염의 형상과 같이 열 분포 현상을 반영할 수 있도록 하였다. 모델 수정 결과 기존의 열음향 모델 대비, 불안정 현상의 성장률을 예측하는데 있어서 오차가 줄어드는 것으로 나타났다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.171-178
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• 2006

The performance in the practical combustion system including reciprocating engines and gas turbine combustors is being much governed by turbulent reacting flow that is often analyzed by both a laminar flamelets concept and flame interaction. The characteristics of laminar flame interaction have been investigated numerically to provide basic understanding of wrinkled turbulent flames under concentration interaction resulting from inhomogeneity in fuel-air mixing, especially focused on the transition of flame characteristics such as diffusion flame, partially premixed diffusion flame, and triple-layer flame by the variation in the degree of premixedness. The extinction stretch rates to the premixedness have also been obtained in this paper. The boundary defining the regime of the existence of triple-layer flames as functions of both stretch rate and premixedness has been determined which agrees well with previously reported experiment measuring OH radical concentration peaks based on PLIF.