• 한국추진공학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.38-45
• /
• 2019

본 연구에서는 항공용 가스터빈의 연소실에서의 연소불안정 해석을 위한 고유값 도출을 목적으로 하는 1D 네트워크 모델을 개발하였다. 모델은 면적 변화가 있는 음향 네트워크 요소들 사이의 각종 지배 방정식을 통하여 개발되었고, 이를 이용하여 현재 개발 중인 복잡한 유로 형상을 갖는 실제 항공용 가스터빈 연소기에서의 음향장 해석에 적용되었다. 본 모델을 통하여 도출된 음향장 해석 결과는 3차원 유한요소해석 기반의 헬름홀츠 솔버의 계산 결과와 비교하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
• /
• pp.155-158
• /
• 2008

A practical modeling approach of a small slinger combustor is proposed and a 2-dimensional axisymmetric computational model is developed. Based on numerical results from the full 3-dimensional configuration, model reduction is achieved toward 2-dimensional axisymmetric configuration. By simplifying the complex model, computing time can be significantly reduced and it makes easy to find effects of geometry modification. Numerical results show that the flow characteristic of 2-D model is quite similar to that of the 3-D configuration.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제32권11호
• /
• pp.870-877
• /
• 2008

Numerical analysis is applied to model Pt-catalyzed reaction in a micro-scale combustor fueled by butane. The reaction constants of catalytic oxidation are determined from plug flow model with the experimental data. Orders of magnitude between the chemical reaction rate and the mass transfer rate are carefully compared to reveal which mechanism plays a dominant role in the total fuel conversion rate. For various conditions of fuel flow rate and surface temperature, the profiles of Sherwood number are investigated to study the characteristics of the mass transport phenomena in the micro-tube combustor.

• 한국연소학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.29-34
• /
• 2017

The multi-environment probability density function model has been applied to simulate a turbulent premixed flame in a swirl combustor. To realistically account for the unsteady flow motion inside the combustor, the formulations are derived for the large eddy simulation. The Flamelet generated manifolds is utilized to simplify a multi-dimensional composition space with reasonable accuracy. The sub grid scale mixing is modeled by the interaction by exchange with the mean mixing model. To validate the present approach, the simulation results are compared with experimental data in terms of mean velocity, temperature, and species mass fractions.

• 한국연소학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.8-16
• /
• 2017

MILD combustion was first developed to suppress thermal NOx formation in combustor for heating industrial furnaces. In this paper, the effect of co-flow MILD combustor geometry and operating conditions on the formation of MILD combustion was analyzed using 3 dimensional numerical simulation. The numerical simulations were carried out using ANSYS Fluent. The combustion and turbulence flow was modeled using the Eddy Dissipation Concept(EDC) model and realizable $k-{\varepsilon}$ model respectively. The results show that the high temperature region and average temperature decreased due to an increase in the air velocity and decrease the wall thickness of fuel nozzle. In particular, the MILD combustion flame was found to be stable with a combustion flame region at fuel velocity 10 m/s, air velocity 20 m/s, fuel nozzle thickness 1.0 mm, equivalence ratio 0.9, and outlet area ratio 40%.

• 한국연소학회지
• /
• 제6권1호
• /
• pp.14-19
• /
• 2001

Interests and importance of down-scale combustor is increasing with the emerging need for miniaturized power source which is now a bottleneck of micro system development. But in down scaled combustor increased heat loss compared to thermal energy generation inhibits the usability and application of the device, so as a preliminary work of down scaled combustor fabrication. Modeling tool for the device should be established, in this study modeling approach of closed vessel combustion phenomena that can express heat loss effect and resulting quenching is proposed and the result is compared with experiment data. From this model heat loss effect following combustor scale down can be further understood, and further more design parameter and analysis tool can be obtained.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제32권9호
• /
• pp.659-668
• /
• 2008

Combustion instability has been considered as very important issue for developing gas turbine and rocket engine. There is a need for fundamental understanding of combustion instability. In this study, combustion instability was numerically and experimentally investigated in a dump combustor with bluff body. The fuel and air mixture had overall equivalence ratio of 0.9 and was injected toward dump combustor. The pressure oscillation with approximately 256Hz was experimentally obtained. For numerical simulation, the standard k-$\varepsilon$ model was used for turbulence and the hybrid combustion model (eddy dissipation model and kinetically controlled model) was applied. After calculating steady solution, unsteady calculation was performed with forcing small perturbation on initial that solution. Pressure amplitude and frequency measured by pressure sensor is nearly the same as those predicted by numerical simulation. Furthermore, it is clear that a combustion instability involving vortex shedding is affected by acoustic-vortex-combustion interaction. The phase difference between the pressure and velocity is $\pi$/2, and that between the pressure and heat release rate is in excitation range described by Rayleigh, which is obvious that combustion instability for the bluff body combustor meets thermoacoustic instability criterion.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.304-309
• /
• 2017

본 연구에서는 zonal hybrid RANS/LES 기법을 사용하여 모델 스크램제트 연소기 내에서의 비예혼합 연소 현상에 대한 연구를 수행하였다. 수치 계산을 위한 도메인은 RANS와 LES 영역으로 나누어져 있으며, 이 두 개 영역의 계면은 synthetic eddy method로 처리되었다. 본 연구에서는 독일 항공우주센터에서 실험한 모델 스크램제트 연소기가 사용되었다. 수소 연료를 사용한 실험 결과와 수치해석적 검증을 수행하였다. 크랙된 케로신 연료는 에틸렌과 메탄으로 구성되었으며, 크랙된 케로신 surrogate의 난류연소는 화염편 모델을 사용하여 모사되었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.1-9
• /
• 2022

본 연구에서는 외부 음향장 가진에 따른 시스템의 동적 응답 특성을 파악하기 위하여 기존의 네트워크 모델에 스피커를 통한 외부 사인-스윕 가진 기능을 추가한 수치해석적 모델이 개발되었다. 본 모델을 통하여 대상 연소기의 물리적 치수 및 경계조건과 같은 시스템 매개변수에 따른 주파수 및 압력 진폭 변화의 민감도를 넓은 주파수 영역에서 분석하였다. 대상 연소기의 가진 응답 특성 분석 결과, 높은 동압 반응을 보이는 주파수 영역은 동일 연소기에서 계측된 불안정 범위와 유사하였으며, 특히 음향 가진 소스항의 위치에 따라 시스템의 반응이 크게 의존하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.263-266
• /
• 2009

본 연구는 GE 7FA+e DLN 2.6 가스터빈 연소기를 축소 제작한 모형 가스터빈 연소기의 연소 동특성 및 연소불안정 현상을 알아보고 위해 진행되었다. 모형 연소기에 사용된 연료노즐은 1/3 크기로 상사하여 제작되었으며, 실제 연료노즐과 동일한 2단 스월러(swirl vane)를 가지고 있다. Plenum과 연소기의 형상은 실 가스터빈과 유사한 음향학적 특성을 가질수 있도록 설계되었다. 실험은 공기온도 $200{\sim}400^{\circ}C$, 대기압, 노즐출구 속도 $30{\sim}75\;m/s$, 당량비 $0.4{\sim}1.2$, 연소실 길이 $375{\sim}700\;mm$,에서 이루어졌으며, 그 결과 소염영역 근처의 저 당량비 영역과 당량비 1.1 이상인 연료 과농 상태에서 연소 불안정 현상이 관찰 되었다.