• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.120-127
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• 2014

Robustness and controllability are the key factors in internal combustion engine commercialization. This study focuses on the combustion strategy to commercialize the low temperature diesel combustion technology. Various LTC combustion methods such as PPCI, MK and highly diluted mixing controlled LTC were conducted on 6.0L heavy duty diesel engine. To find the best feasible LTC strategy, emission level, fuel consumption and combustion safety during the combustion mode change were considered. Experiments were carried out under various engine operating conditions; engine speed & load, EGR level, injection timing. Finally, this study suggests realizable LTC combustion strategy; moderate EGR level and slight early injection are possible to considerably lower PM, NOx emission and expand LTC operating range up to 50% load without CO and HC emission.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 제26회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.103-108
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• 2003

The control of flame shapes in a laminar pre-mixed flame has been experimentally investigated for propane/air pre-mixed laminar flames. Flames of different size and shapes are observed with heated wires or by controlling the equivalence ratio and flow rate of a mixture. The characteristics of the partitioning of a flame or the merge of flames are analyzed and explained by considering the balance between laminar flame speed and upstream mixture velocity. A combustor might be sized down while maintaining its heat production rate the same by partitioning a flame established in it. When the equivalence ratio of mixture is decreased, individual flames are merged together and the upstream mixture velocity can be practically decreased on a nozzle having opening ratio less than unity. As a result, the flame shape is to he adjusted until the newly established balanced condition is satisfied, and then. the stable combustion can be achieved again.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권12호
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• pp.1180-1185
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• 2008

다단 연소를 수행하는 위성 발사체 액체 로켓 엔진의 예연소기 성능을 모사한 in-house code가 개발되고 검증되었다. CEA (Chemical Equilibrium with Applications)의 해석 알고리듬을 바탕으로 하여 예연소기의 화학 반응을 모델링 하였고, gas dynamics 모델링과 연동시켜 예연소기의 성능을 모사하였다. CEA와 비교한 결과 아주 높거나 아주 낮은 O/F ratio를 제외하고는 계산 값들이 거의 일치함을 보여 주었다. 또한 실제 엔진 (RD-8)의 성능곡선과 비교한 결과 개발된 in-house code의 계산 값들이 타당한 범위 내에서 모사되었고, 정상상태에서는 거의 비슷한 결과 값을 보였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.1979-1983
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• 2008

The effects of carbon dioxide addition to oxygen have been investigated with swirl-stabilized premixed methane flame in a laboratory-scale pre-mixed combustor. The methane fuel and oxydant mixture gas ($CO_2$ and $O_2$) were mixed in a pre-mixer and introduced to the combustor through different degrees of swirl vanes. The flame characteristics were examined for different amount of carbon dioxide addition to the methane fuel and different swirl strengths. The effects of carbon dioxide addition and swirl intensity on the combustion characteristics of pre-mixed methane flames were examined using chemiluminescence techniques to provide information about flow field. The results show that the flame area increases at upstream of reaction zone because of increase in recirculation flow for increase in swirl intensity. The flame area is also increased at the downstream zone by recirculation flow because of increase in swirl intensity which results in higher centrifugal force. The OH and CH radical intensity of reaction zone decrease with carbon dioxide addition because the carbon dioxide plays a role of dilution gas in the reaction zone.

• 자원리싸이클링
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• 제23권6호
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• pp.47-53
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• 2014

런던협약으로 인하여 하수 슬러지 및 유기성 폐기물의 해양투기가 전면 금지되어 이의 효과적인 처리 및 에너지 전환 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 하수 슬러지의 빠른 감량과 에너지화가 가능한 열적 에너지 전환 기술의 적용을 위해서는 하수 슬러지의 열분해 및 연소 특성에 대한 기본적인 kinetics 자료가 필수적이다. 본 연구에서는 열중량 분석기(thermogravimetric analyzer, thermobalance)를 이용하여 하수 슬러지의 열분해 및 연소 kinetics를 도출하였다. 열분해의 경우 총 세 단계의 반응이 일어나 각각에 대하여 subtraction method에 의하여 activation energy와 빈도 인자를 도출하였다. 촤 연소의 경우 반응 kinetics 해석은 기체-고체 화학반응의 세 가지 모델이 이용되었고 shrinking core model이 연소 특성을 가장 잘 나타내어 이 모델을 기준으로 activation energy와 빈도 인자를 도출하고 산소농도 영향을 살펴보았다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제2권4호
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• pp.445-467
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• 2015

The paper presents some details of the CFD modeling of a novel design where jet ignition devices replace the traditional spark plugs for a faster and more complete combustion. The numerical simulations show how the pre-chamber jet ignition in a Wankel engine differs from reciprocating piston engine applications. The jets issuing from the jet ignition pre-chamber have many different speeds in the different directions as the pressure build-up at the trailing edge of the rotating chamber makes extremely fast the ignition of the chamber mixture in the direction of rotation. Conversely it prevents the jet ignition in the opposite direction. Careful positioning along the periphery and design of the connecting pipes and the prechamber volume with the help of CFD simulations permits to achieve extremely fast and complete combustion as impossible with spark plugs. The paper proposes results of CFD simulations of the combustion evolution within a jet ignited Wankel engine rotor, detailing challenges and opportunities of the application, as well as a first assessment of the impact the faster and more complete combustion permitted by jet ignition may have on the performances of Wankel engines for unmanned aerial vehicles applications.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.868-876
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• 2014

본 논문에서는 함정에 탑재된 추진용 엔진에 사용되는 디젤연료(MDO)의 분사상태를 가시화가 가능한 단기통 디젤엔진에 적용시켜 전 후 분사시기에 따른 연소특성, 일산화탄소(CO) 및 탄화수소(HC) 배출특성을 규명하고, 연소과정의 가시화를 통하여 연소특성을 분석하는데 초점을 두었다. 전 분사시기가 주 분사시기 쪽으로 지연될수록 실린더 내부 평균유효압력($P_{me}$) 및 최고압력($P_m$)은 상승했으나, 주 분사의 방열율은 저감되고, 일산화탄소 및 탄화수소의 발생량 또한 감소하였다. 후 분사시기가 빨라질 경우 주 분사에 의해 형성된 고온, 고압 하에서 연소가 이루어짐에 따라 실린더 내부 평균유효압력 및 최고압력은 증가하였고, 일산화탄소 및 탄화수소 배출수준 또한 증가하였다. 연소과정을 분석한 결과, 전 분사시기가 늦어질수록 주 분사 시 발생되는 착화지연은 매우 짧아지며, 화염강도는 매우 상승하였다. 분사시기에 관계없이 후 분사 시 착화지연 현상은 발생하지 않았으며, 후 분사시기가 늦어질수록 화염의 강도는 점점 떨어졌다.

• 융합정보논문지
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• 제11권7호
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• pp.111-117
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• 2021

본 연구는 LFG(Land Fill Gas)의 주성분인 메탄(CH₄) 60%와 이산화탄소(CO₂) 40%로 구성된 매립지가스를 활용하여 정적연소 환경에서 연소의 초기 불안정성을 해결할 수 있는 실험적인 연구결과를 제안하는 것이다. 실험조건은 공기과잉율 0.9~1.6, 초기연소를 위한 압축압력 3bar, 실험주변온도 25℃, 실험용 연료가스 메탄, 예연소실 화염 분출구 직경 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5mm로 설정하였다. 실험결과 M3.0 모델에서 초기화염의 확산성이 매우 증가된 특성을 확인할 수 있으며, 이와 같은 증가의 특성은 공기 과잉률이 0.9, 1.0, 1.2에서 오리피스의 효과가 극도로 향상하게 되었다는 점을 알 수 있었다. 결과적으로, 본 실험을 통하여 M3.0으로 설계된 예연소실 화염 분출구 치수를 LFG에 적용할 경우 기존의 점화 플러그 특성 보다 부분적인 연소의 성능을 높일 수 있다는 점을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.94-98
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• 2017

고성능 상단엔진 개발을 위한 9톤급 다단연소사이클 엔진의 선행연구가 진행 중에 있다. 다단연소사이클 엔진 기술검증시제(TDM0)를 제작을 완료하여, 나로우주센터 엔진 연소시험설비에서 예연소기와 터보펌프로 구성된 파워팩 연소시험과 주 연소기까지 장착된 엔진 연소시험을 차례로 수행하였다. 다단연소사이클 엔진 유공압 라인의 진공화 과정과 연소시험에서 나타난 터보펌프의 및 유공압 라인의 특성을 간략히 기술한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.83-88
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• 2014

LTC(Low Temperature Combustion) technology has been studied to see feasibility of the combustion technology applied to heavy-duty engines on the laboratory scale. This study succeeded to develop a demo engine including realized low temperature combustion under partial load conditions. To find the best feasible LTC strategy, various LTC combustion methods such as PPCI, MK and highly diluted mixing controlled LTC were conducted on 6.0L heavy duty diesel engine. Air management system was re-designed to make these combustion scheme stable and the re-designed air system helped expand LTC operating range. This study finally revealed plausible LTC concept to maximize benefit of the alternative combustion technology while overcoming handicaps of the LTC strategy.