• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.189-195
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• 2019

논문에서는 상용급 가스터빈을 대상으로 해서 셰일가스를 연료로 공급할 때 유동 및 연소특성을 3-D 수치해석적 방법으로 구하였다. 이 때, Standard k-e 난류모델, 2단 메탄산화반응, Finite rate/Eddy dissipation 반응모델, DTRM 복사모델이 사용되었고, 기준조건(도시가스, PR 0.07)에서 출구 측에서 형성되는 온도는 이전 문헌 값과 비슷한 값을 보였다. 위 모델을 바탕으로 해서 연료조건으로 기존의 도시가스 외에 세 가지 셰일가스 조건(도시가스 대비 열량기준 80%, 90%, 105%)을 선정하였고, 각 연료조건에 대하여 세 가지 연료분사조건(PR=0.7, 0.9, 0.11)에 대한 해석을 수행하였다. 해석결과, 모든 셰일가스 연료공급 조건에 대하여 도시가스 대비 온도 혹은 NOx 측면에서 연소안정화를 만족하였다. 또한 모든 조건에 대해서 PR이 증가할수록 출구측 평균온도는 일정했지만 NOx량은 증가하였다. 이는 파일럿비가 증가할수록 상대적으로 확산연소가 증가했기 때문이다.

• 한국연소학회지
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• 제22권2호
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• pp.1-8
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• 2017

To evaluate the combustion instability of a gas turbine combustor, the DMD technique was applied. The mode frequency results for each fuel composition were compared with FFT(Fast Fourier Transform) results. The damping coefficient, which is a quantitative parameter for combustion instability, was evaluated for 5 experimental cases. The flame transfer function (FTF) was calculated in the most unstable test case. In deriving the FTF, gain and phase were calculated using DMD technique. As a result of the analysis of the OH radical perturbation of the DMD, the heat release fluctuation was the highest at 100 Hz, at which the highest value of gain is observed. The frequency of FFT and FTF were different. In order to clarify the reason for this, FTF for various resonance frequencies was performed and it shows that the pattern of gain was similar to FFT.

• 설비공학논문집
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• 제29권6호
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• pp.306-315
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• 2017

This study introduces a software for real-time assessment of combustion stability for utility gas turbines. The software was written with LabView, and implemented the time-domain kurtosis as a parameter to proactively access the instantaneous combustion stability during operation of the industrial gas turbine. The simple time-domain assessment algorithm incorporated in the software is advantageous over conventional frequency-domain signal processing of dynamic pressure signal since it reduces the computational cost, thereby making the algorithm more appropriate for real-time monitoring of combustion stability. Benchmark data obtained from a model gas turbine combustor were used for the reproducibility test of the software. The assessment obtained from the software agreed well with previously published results, indicating that incorporation of the software could enhance the performance of systems monitoring the combustion stability for gas turbines during power generation.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.586-593
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• 2014

Limited sources of fossil fuels and also global climate changes caused by $CO_2$ emissions are currently discussed around the world. As a renewable, carbon neutral and widely available energy source, biogas is regarded as a promising alternative to fossil fuels. In this study, a plasma dump reformer was proposed to produce $H_2$-rich synthesis gas by a model biogas. The three-phase gliding arc plasma and dump combustor were combined. Screening studies were carried out with the parameter of a dump injector flow rate, water feeding flow rate, air ratio, biogas component ratio and input power. As the results, methane conversion rate, carbon dioxide conversion rate, hydrogen selectivity, carbon monoxide yield at the optimum conditions were achieved to 98%, 69%, 42%, 24.7%, respectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.69-76
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• 2003

액체로켓 연소기 내의 막냉각 특성 분석을 위한 비회체 분무연소에 대한 수치해석을 수행하였다. 막냉각 연료의 특성에 따른 연소기 벽면의 온도변화를 살펴보기 위하여 막냉각용 연료의 유랑, 막냉각용 액적의 직경, 그리고 공기/연료 혼합비를 매개변수로 한 수치해석을 수행하여 연소기 벽면의 온도는 막냉각용 연료 액적 직경의 변화에는 큰 영향을 받지 않지만 막냉각용 연료 유량 및 공기/연료 혼합비에 영향을 받고 있음을 확인하였다. 또한, 추진기관 벽면으로 전달되는 전도 및 복사열유속을 고찰함으로서 이러한 액체 추진기관의 연소특성을 이해하기 위해서는 열복사 및 물성치의 적절한 고찰이 필요함을 지적하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.43-46
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• 2006

축열식 가열기는 주로 초음속 지상추진 시험설비의 고고도 조건 모사를 위하여 구축되는 장비로 이외에도 로켓 엔진 노즐의 추력 보정시험, 가스터빈 엔진 연소기 모사시험에 범용으로 사용할 수 있다. 한국항공우주연구원에서 보유하고 있는 축열식 가열시스템은 마하 $2{\sim}5$, 고도 $0{\sim}25km$의 범위에서 구동하는 초음속 지상추진시험설비의 전온도 모사를 목적으로 설계되었으며, 최고 모사 온도 1,300 K, 최고 가압압력 3.5 MPa의 성능을 낸다. 본 논문에는 본 원에서 구축한 축열식 가열기의 목표로 한 일본 JAXA RJTF에 구축되어있는 축열식 가열기에 대하여 정리하도록 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.281-284
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• 2008

스크램제트 엔진의 연소기 내부 유동은 초음속이므로 유동의 잔류시간과 혼합율의 증대가 효과적인 연소를 가능하게 하는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 연료-공기 혼합기로써 개방형 공동 모델을 사용하였고, 공동 앞에서의 경사 연료 분사 시 분사구 주위와 공동 주위의 유동특성을 살펴보기 위하여 레이저 슐리렌 기법과 압력측정을 실시하였다. 레이저 슐리렌은 10 ns의 광원 지속시간으로 공동 부근의 비정상 유동 현상을 효과적으로 관찰 할 수 있었다. 또한, 압력측정은 연료 분사 J(운동량비)를 변화시켜 가며 측정하였으며, 운동량비에 따른 연소기 내부 주요 연소발생 지점의 변화를 살펴 볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권7호
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• pp.905-914
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• 2001

A large eddy simulation(LES) is performed for turbulent flow around a bluff body inside a sudden expansion cylinder chamber, a configuration which resembles a premixed gas turbine combustor. To promote turbulent mixing and to accommodate flame stability, a flame holder is installed inside the combustion chamber. The Smagorinsky model is employed and the calculated Reynolds number is 5,000 based on the bulk velocity and the diameter of the inlet pipe. The simulation code is constructed by using a general coordinate system based on the physical contravariant velocity components. The predicted turbulent statistics are evaluated by comparing them with the laser-doppler velocimetry (LDV) measurement data. The agreement of LES with the experimental data is shown to be satisfactory. Emphasis is placed on the time-dependent evolutions of turbulent vortical structure behind the flame holder. The numerical flow visualizations depict the behavior of large-scale vortices. The turbulent mixing process behind the flame holder is analyzed by visualizing the sectional views of vortical structure.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권4호
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• pp.32-38
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• 2006

The objective of this study is to evaluate the prediction accuracy of development large eddy simulation(LES) program for turbulent flow behind a bluff-body. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. To verify the capability of LES code, the results were compared with those of Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) using standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data. The results showed that the LES and RANS qualitatively well predicted the experimental results, such as mean axial, radial velocities and turbulent kinetic energy. In the quantitative analysis, however, the LES showed a better prediction performance than RANS. Specially, the LES well described characteristics of the recirculation zones, such as air stagnation point and jet stagnation point. Finally, the unsteady phenomena on the Bluff-body, such as the transition of recirculation region and vorticity, was examined with LES methodology.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.48-55
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• 2008

CFD 기반으로 개발한 가스터빈 엔진 모사 프로그램을 바탕으로 간단한 엔진 모델의 성능을 모사해보았다. 2D NS 코드를 사용하여 압축기와 터빈을 모사하고, lumped method 화학 평형 코드를 사용하여 연소기를 모사하였다. 압축기, 터빈에서의 동익, 정익간의 상호 비정상 유동 현상은 mixing-plane 기법으로 정상 상태 해석을 수행하였다. 이러한 방법으로 정상 작동 상태에서의 터빈 익렬의 피치 간격이 엔진에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구 결과, 터빈의 피치 간격이 좁아질수록 압축기는 더 높은 압력에서 작동하는 것을 확인하였다.