• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.96-104
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• 2020

A model combustor has been designed and fabricated for studying the combustion characteristics of oxygen (O₂)/hydrogen (H₂) flames under supercritical conditions. The combustor is designed to allow combustion experiments up to 60 bar, the supercritical pressure condition of O₂ and H₂. Injectors can be replaced to study various types of flames and the combustion chamber is designed to visualize flames by installing optical windows. Through the preliminary tests, including a high-pressure (up to 60 bar) test using air and combustion tests for coaxial jet flames of liquid oxygen (LO₂)/gaseous hydrogen (GH₂) at elevated pressure, the reliability of the combustor has been demonstrated.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.279-282
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• 2002

Recently, gas turbines for power generation adopt multistage DLN(Dry Low NOx) type combustion, where diffusion combustion is applied at low load and, with increase in load, the combustion mode is changed to lean premixed combustion to reduce NOx emissive concentration. However, during the mode changeover from diffusion to premixed flame, unfavorable phenomena, such as flashback, high amplitude combustion oscillations, or thermal damage of combustor parts could frequently occur. In the present study, to apply for the analysis of such unfavorable phenomena, three-dimensional CFD investigations are carried out to compare the detailed flow characteristics and temperature distribution inside the gas turbine combustor before and after combustion mode changeover. The fuel considered here is pure methane gas. A standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model with wall function and a P-N type radiation heat transfer model, have been utilized. To analyze the complex geometric effects of combustor parts on combustion characteristics, fuel nozzles, a swirl vane f3r fuel-air mixing, and cooling air holes on the combustor liner wall, are included in this simulation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.379-385
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• 2010

본 연구는 V-gutter형 보염기를 장착한 연소기 내에 발생한 연소 주파수의 발생 메커니즘에 대해 규명하는 것이다. 연소기는 $40{\times}40mm$의 단면적을 가진 긴 덕트 형상을 가지고 있으며, 10,12,14mm의 폭을 가진 V-gutter 형의 보염기를 장착하였다. 연료로 CNG를 수직 분사하여 실험을 수행하였다. 연소시 발생하는 주파수는 연소기의 형상에 기인한 1L 종방향 모드가 발생함을 확인하였다. 또한 보염기의 크기가 화염 가능 영역의 범위에 영향을 미침을 확인하였다. 그리고 종방향 모드의 압력변동이 화염 구조에 중요한 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.91-101
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• 2004

분사기와 연소실만을 가지는 연소기의 수학적 선형모델을 가지고, 액체추진제 로켓엔진 연소기에 대한 저주파 동특성 분석을 수행하였다. 연소실의 압력변화가 추진제 유량변화로 되먹임되는 구조를 가짐에 따라 저주파 섭동을 나타냈으며. 연소실의 시정수가 증가할수록, 분사기의 차압이 증가할수록, 연소시간지연이 짧을수록 시스템은 안정하였다. 분사기 시정수 변화가 안정성에 미치는 영향은 크지 않았다. 연소시간지연이 없는 경우의 시스템은 항상 안정하였으며, 지연시간이 증가할수록 섭동 주파수 및 감쇠율은 줄어들며, 결국 시스템은 불안정하게 되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.840-845
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• 2001

Development of a small gas-turbine combustor for 100kW class APU(Auxiliary Power Unit) has been performed. This combustor is a reverse-annular type and has a tangential swirler in the liner head to improve the fuel/air mixing and flame stability. Three main and three pilot fuel injectors of the simplex pressure-swirl type are used. The performance target at the design condition includes a turbine inlet temperature of 1170K, a combustion efficiency of 99%, a pattern factor of 30%, and an engine durability of 3000 hours. Under developing the combustor, we conducted performance test of our first prototype(TS1) with some variants. As a result of the test, the performance targets of the combustor are satisfied except that the pattern factor is about 4% higher than target value. So, we redesigned the second prototype(TS2) and conduct performance test with the critical focus on pattern factor and exit mean temperature. We adopted TS2 four variant to check the improvement of pattern factor. As the result, the pattern factors of several variants were satisfied with the performance target. Finally, We chose the TS2A variant as a final combustor for our APU model.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.847-852
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• 2000

Three dimensional CFD investigations are carried out to understand the complex flow field in a gas turbine combustor with multi-element fuel injectors. The gas turbine considered here is the GE7FA model which has aye fuel injectors in each combustor can and utilizes lean-premixed combustion to meet nitric oxide emission requirements. Detailed three-dimensional flow characteristics and fuel-air mixture formation process inside the fuel nozzle and gas turbine combustor including five swirl nozzle tips are analyzed using commercial FLUENT code.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.123-126
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• 2013

Combustor development requires high fidelity simulation capable of predicting recirculation zone (RZ), temperature field, and pollutant emission. Swirling flow is widely used in combustor for its benefits in efficient mixing and flame stabilization by RZ. Large eddy simulation (LES) is used to calculate swirling flow in an expanding pipe [1], and shows higher accuracy than RANS. Reactive flow modeling using LES and flamelet model is validated with experiments by Barlow et al. [4] and Masri et al. [3]. Finally, heat transfer simulation of Samsung Techwin's combustor liner is presented.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권10호
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• pp.1011-1016
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• 2008

KIVA3V를 이용하여 모형 가스터빈 연소기에서 Jet-A의 분무와 연소에 관한 수치해석을 하였다. 연소기 형상은 6개의 희석홀을 가지며, 스월효과를 고려하였다. 연소 특성을 해석하기 위해 열적 NO 발생을 고려하였다. 다양한 분무각에 대해서 Jet-A 증기, 화염온도 분포와 NO 발생량에 대하여 비교하였다. 분무각이 커질수록 1차 영역에서 연료 증기가 비교적 고르게 나타나게 되며 증발이 더욱 빠르게 되고, 주변 기체와 연료 증기 사이의 혼합이 증가한다. 그 결과 고온부가 넓게 나타나게 되고, 이에 의해 열적 NO 발생이 증가한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.111-115
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• 2009

초음속 엔진으로부터 구성한 모델 연소기를 설계/제작하여 연소시험 중 발생하는 연소불안정을 측정하고 화염안정화 장치를 이용하여 2차 연료를 분사하는 방법으로 연소불안정을 능동제어하는 기법에 관해 연구하였다. 연소실 압력측정이나 화염의 광학적 계측을 통해 연소불안정 주파수를 검출하였고, 고속으로 운용할 수 있는 마그네틱 밸브를 구동기로 선정하여 밸브 후단 압력 및 2차 분사되는 연료의 분무의 광학적 계측을 통해 연료 변조 특성을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.381-386
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• 2007

액체 연료를 사용하는 가스터빈 연소기에서의 분무 및 연소 특성을 알아보기 위해 본 연구에서는 KIVA-3V를 이용하여 애뉼러형 모형 가스터빈 연소기에서 Jet-A의 분무와 연소에 의한 열유동 현상을 수치해석을 통하여 연구하였다. 홀을 통해 유입되는 냉각유동이 있을 경우, 유입 유동이 최적화되지 않으면 액체연료의 분무는 주위 유동장의 영향을 크게 받아 후류에서 SMD가 증가하고, 등가비의 수직적 분포가 일어나기 어렵게 된다. 화염이 연소실의 중앙 부분에서 좌우로 넓게 발생하며, 유동에 의해 화염의 후류가 갈라지는 현상이 있었으며 이로 인해 화염중심부가 분리되고 국소적인 고온부가 생성되어 NO의 발생이 증가하는 영역이 발생하였다.