• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권2호
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• pp.152-159
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• 2001

In this paper it is intended to set-up a sound model of the 60,000rpm 100kW prototype APU gas turbine rotor-bearing system, and particularly to investigate the influences of the tie shaft on the rotordynamic characteristics of the entire APU gas turbine rotor-bearing system, employing the dual shaft model. Firstly, a mock-up APU rotor has been constructed to test and verify the model. Analytical natural frequency results have agreed with the corresponding modal test ones to within 5% difference. Then, the rotordynamic characteristics of the prototype APU rotorbearing system have been investigated. Natural vibration and unbalance response analyses results have shown that the inner tie shaft resonance can cause high enough vibration of the outer main rotor shaft. This could be a concern as the rotor journals operate on very thin air film at high speed. It is concluded as a conservative design practice that the inner tie shaft should be explicitly modeled in the rotordynamic analysis of the APU rotor-bearing system.

• 한국가스학회지
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• 제25권5호
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• pp.11-18
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• 2021

수소는 동일한 공연비(AF ratio, Air-to-fuel ratio)에서 가솔린에 비해 점화에너지가 현격히 낮기 때문에, 희박한 혼합기 조건에서도 안정적으로 연소할 수 있는 장점을 가지고 있어 연소를 기반으로하는 내연기관에도 적용이 가능하다. 그러나 일부 연소조건에서 역화(Back-fire) 혹은 조기 점화(Pre-ignition)와 같은 이상 연소가 발생하기 쉬운 문제를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 엔진의 흡기(Intake gas mixture)를 구성하는 신기(Fresh air)와 수소 연료를 각각 냉각하여 공급함으로써, 역화를 최소화하여 최고 출력을 향상하는 연구를 진행하였다. 2.4 L급 전기점화(SI, Spark-ignition)엔진이 사용되었으며 수소는 포트분사 방식(PFI, Port Fuel Injection)으로 공급하였다. 신기의 온도는 터보차저가 장착된 상황에서 인터쿨러(Intercooler)를 이용하여 제어하였으며, 수소의 냉각은 칠러의 냉매와 열교환기를 통하여 직접 냉각 후 공급하였다. 그 결과 신기의 온도를 10~20 ℃가량 냉각시킬 경우 최고출력이 약 6.5~8.6 % 가량 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 수소를 -6 ℃까지 냉각하여 공급할 경우 마찬가지로 약 7.7 % 가량의 최고 출력을 향상할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.799-805
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• 2014

최근 대기오염 방지를 위한 각종 규정들이 강화되고, 연료유 가격의 상승으로 인해 LNG(Liquefied Natural Gas)를 선박의 추진연료로 사용하는 Gas Fuelled Ship의 등장은 필연적이게 되었다. 본 연구에서는 Gas Fuelled Ship에서 연료로 사용되는 LNG를 DF(Dual-Fuel)엔진에 공급하기 전 기화 시켜주기 위해 Eglycol water(Ethylene glycol water)를 가열매체로 사용한 재기화 시스템을 구성하고, Eglycol과 물의 혼합비율에 따른 시스템 특성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. DF엔진으로 공급되는 천연가스의 압력과 온도 그리고 유량이 일정하게 유지될 때 Eglycol의 혼합비율이 증가할수록 Eglycol water의 혼합비열이 낮아지게 되면서 물만을 사용했을 때와 대비하여 1.65배 많은 cycle 유량과 1.54배의 펌프 소요 동력이 요구됨을 확인하였고, vaporizer의 크기를 고정한 후 Eglycol의 혼합비에 따른 DF엔진으로 공급되는 천연가스의 온도 및 vaporizer 출구측 Eglycol water의 온도를 산정하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.238-247
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• 2007

유전자 알고리즘은 자연선택과 유전법칙을 적용하여 최적해를 탐색하는 방법으로, 본 연구에서 항공기용 가스터빈 엔진의 결함 진단을 위한 학습 알고리즘으로 사용되었다. 성능 저하를 고려한 구성요소는 압축기, 가스발생기 터빈, 동력 터빈이며, 설계점에서 엔진의 단일 구성요소에 대하여 각각 성능 저하 예측을 수행한 후, 이를 바탕으로 결함 진단을 수행하였다. 학습데이터 수의 증가가 유전자 알고리즘을 이용한 성능 저하 예측 및 결함 진단에 미치는 영향을 분석하였으며, 결과적으로 결함치에 대한 RMS 오차율이 모두 3% 이내로 예측됨을 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제20권2호
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• pp.225-236
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• 2004

Diesel engines which emit a lot of PM and NOx have been known as a main air polluter. Especially, diesel particulate matters (OPM) including black smoke are hazardous air pollutants to human health and environment. The nations retaining advanced engine technologies have reinforced emission regulations. To meet these regulations diesel engine manufacturers have developed low-emission diesel engines, aftertreatment equipments, alternative fuel technologies and so on. In this study, particle number concentrations characteristics according to particle size and engine driving conditions were analyzed when these low-emission technologies were applied. There was a tendency of increasing particle number concentrations from heavy-duty diesel engines with increasing engine rpm and load rate. In the cases of COPF (Catalytic Diesel Particulate Filter), CNG (Compressed Natural Gas) engine and ULSD (Ultra Low Sulfur Diesel) more than 99% of particle number concentration were removed.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.114-120
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• 2016

This paper describes generating efficiency characteristics of the double acting Stirling engine/generator for domestic small-scale CHP (Combined Heat and Power) system. In small distributed generation applications, Stirling engine has competition from fuel cell, microturbine and etc. In order to be economical in the applications, a long life with minimum maintenance is generally required. Free piston Stirling engine (FPSE) has no crank and rotating parts to generate lateral forces and require lubrication. Double acting Stirling engine/generator has one displacer and two power piston which are supported by flexure springs. Two power pistons oscillate with symmetric displacement and are connected with moving magnet type linear generators for power generation from PV work. In experiments, 1 kW class double acting free piston Stirling engine/generator is fabricated and tested. Heat is supplied to hot end of engine by the combustion of natural gas and converted to electric power by linear generators which are assembled with power pistons. The electric parameters such as voltage, current and phase are measured with for variable flow rate of fuel gas. Especially, generating efficiency of FPSE is measured with three different measurement methods. Generating efficiency of the double acting Stirling engine/alternator is about 24%.

• 한국가스학회지
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• 제19권6호
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• pp.28-33
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• 2015

2012년 7월부터 우리나라 천연가스 열량에 대한 기준이 기존의 표준열량제에서 열량범위제로 변경되면서 가정이나 산업체로 공급되는 가스 열량 변화가 가스기기 성능에 미치는 영향을 규명하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 특히 천연가스를 주 연료로 사용하는 열병합 발전용 엔진의 경우 이러한 열량 변화에 의해 엔진 성능 전반에 걸쳐 영향이 있을 것으로 예상된다. 따라서 이번 연구에서는 열량범위제를 고려한 CNG 열량 변화가 디젤-CNG 혼소엔진의 효율 및 연소특성에 미치는 영향에 대해 조사하였다. CNG 모사 연료의 발열량은 $10,400kcal/Nm^3$에서 $9,400kcal/Nm^3$까지 질소 가스를 CNG에 희석하는 방식으로 변경을 하였다. 우선 디젤연료의 분사시기와 혼소율을 80%로 고정한 조건에서 가스연료의 발열량 변화가 엔진 효율 및 출력 변화에 미치는 영향을 살펴보았으며, 열방출율 및 연소압력 등의 변화를 측정하였다. 실험 결과로부터 가스 열량이 낮아질수록 엔진 출력과 효율이 모두 감소함을 알 수 있었으며, 점화지연시간과 연소기간은 가스 열량 감소에 관계없이 일정하게 유지되는 반면 최대연소압력은 낮아짐을 볼 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제1권1호
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• pp.35-43
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• 1996

A vaporization model for single component fuel droplet has been developed for applying to sub- and supercritical conditions. This model can account for transient liquid heat ins and circulation effect inside the droplet, forced and natural convection, Stefan flow effect, real gas effect and ambient gas solubility into the liquid droplet in high-pressure conditions. Thermodynamic and transport properties are calculated as functions of temperature and pressure in both phases. Numerical calculations are carried out for several validation cases with the detailed experimental data. Numerical results confirm that this supercritical vaporization model is applicable to the high-pressure conditions encountered in the combustion processes of diesel engine.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.97-103
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• 1997

Effects of fuel injection timing on the lean misfire limit of a sequential MPI SI engine has been investigated. To investigate the interaction of injection timing and intake flow characteristics, so called axial stratification phenomena, 4 kinds of different intake swirl port of the same combustion chamber geometry have been teated in a single cylinder engine test bench. And 2 kinds of fuel, gasoline and compressed natural gas(CNG), were used to see the effect of liquid fuel vaporization. Result shows that combination of port swirl and injection timing governs the lean misfire limit and lean misfire limit envelopes remain almost the same for a given ratio regardless of engine speed. It is also found that two phase flow has some effects on lean misfire limit.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.443-446
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• 2014

Recently the demand for natural gas as clean and safe energy due to concerns about global warming and interests in green ship is increasing. The dual fuel(DF) engine, one of environmentally friendly engines, is preferred for general merchant ships and power plants as well as LNG carriers. This is for the reasons of having higher efficiency and lower nitrogen and sulfur oxides emissions by operating on LNG fuel with a small amount of light fuel oil. In this study, the engine body vibration characteristics of 12V50DF in a generator set with engine-resilient-mounted, generator-rigid-mounted and flexible-coupling configuration are investigated through theoretical analysis and comprehensive vibration measurement. This analysis showed the dynamic behavior of engine excitation forces and seismic waves. And the suitable countermeasures for reducing vibration and safe operation are proposed.