• 한국연소학회지
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• 제19권2호
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• pp.8-14
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• 2014

Experiments were conducted to clarify role of the outermost edge flame on low-strain-rate flame extinction in buoyancy-suppressed non-premixed methane flames diluted with He and $N_2$. The use of He curtain flow produced a microgravity level of $10^{-2}-10^{-3}g$ in $N_2$- and He-diluted non-premixed counterflow flame experiments. The critical He and $N_2$ mole fractions at extinction with a global strain rate were examined at various burner diameters (10, 20, and 25 mm). The results showed that the extinction curves differed appreciably with burner diameter. Before the turning point along the extinction curve, low-strain-rate flames were extinguished via shrinkage of the outermost edge flame with and without self-excitation. High-strain-rate flames were extinguished via a flame hole while the outermost edge flame was stationary. These characteristics could be identified by the behavior of the outermost edge flame. The results also showed that the outermost edge flame was not influenced by radiative heat loss but by convective heat addition and conductive heat losses to the ambient He curtain flow. The numerical results were discussed in detail. The self-excitation before the extinction of a low-strain-rate flame was well described by a dependency of the Strouhal number on global strain rate and normalized nozzle exit velocity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권9호
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• pp.1185-1191
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• 1999

Radiation-induced oscillatory instability in diffusion flames is numerically investigated with nonlinear dynamics considered. As the simplest flame model, a diffusion flame established in the stagnant mixing layer is employed with optically thin gas-phase radiation and unity Lewis numbers for all species. Attention is focused on the radiation-induced extinction regime, which occurs at large $Damk\ddot{o}hler$ number. Once the steady flame structure is obtained for a prescribed value of the initial $Damk\ddot{o}hler$ number, transient solution of the flame is calculated after a finite amount of the $Damk\ddot{o}hler$-number perturbation is imposed on the steady flame. Transient evolution of the flame exhibits three types of flame-evolution behaviors, namely decaying oscillatory solution, diverging solution to extinction and stable limit-cycle solution. A dynamic extinction boundary is identified for laminar flamelet library.

• 한국연소학회지
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• 제13권3호
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• pp.24-32
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• 2008

Steady Laminar Flamelet Model (SLFM) calculation is performed to compare the turbulent combustion characteristics of air combustion and oxy-combustion with $CO_2$ recirculation. Radiative heat loss is considered by the optically thin limit assumption. For more realistic simulation the first-order conditional moment closure(CMC) model is applied to SANDIA PILOTED FLAME D again for the oxidants of air and mixture of $O_2$ and $CO_2$. The chemical kinetic machanism for methane is GRI Mech 3.0. Results show that oxy flames are much more stable than air flames, while comparable stability is maintained with 65% $CO_2$ recirculation. The comparable peak temperature is maintained with 80% $CO_2$ recirculation. Higher the temperature, higher the fractions of intermediate species, CO and OH, due to dissociation.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권9호
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• pp.2353-2364
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• 1995

The ignition phenomena of a solid fuel plate of polymethyl-methacrylate(PMMA), which is vertically positioned and exposed to a thermal radiation source, is numerically studied here. A two-dimensional transient model includes such various aspects as thermal decomposition of PMMA, gas phase radiation absorption, gas phase chemical reaction and air entrainment by natural convection. Whereas the previous studies considers the problem approximately in a one-dimensional form by neglecting the natural convection, the present model takes account of the two-dimensional effect of radiation and air entrainment. The inert heating of the solid fuel is also taken into consideration. Radiative heat transfer is incorporated by th Discrete Ordinates Method(DOM) with the absorption coefficient evaluated using gas species concentration. The thermal history of the solid fuel plate shows a good agreement compared with experimental results. Despite of induced natural convective flow that induces heat loss from the fuel surface, the locally absorbed radiant energy, which is converted to the internal energy, is found to play an important role in the onset of gas phase ignition. The ignition is considered to occur when the rate of variation of gas phase reaction rate reaches its maximum value. Once the ignition takes place, the flame propagates downward.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.81-90
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• 2003

UTAC(unglazed transpired air collector) system has unique advantage for space heating and tempering ventilation air over the conventional collector system such as flat plate and vacuum collector. UTAC can improve radiative and convective loss due to nonglazed component and enhanced plate surface configuration. and heating energy and its equivalent green house emission performance can be improved from the use of this like collector in building application. The Option D Calibration simulation approach of IPMVP(International Performance Measurement and Verification Protocol) in ESCO businesses has been recommended to use of the calibrated computer modules like these Energy-10. DOE2.1E and TRNSYS(transient system simulation). This study is to develop subroutine type-203 of TRNSYS15.2 program and appraise thermal performance of UTAC. With newely addeded subroutine type-203. 1) Thermal performance of unglazed transpired collector could be possible based on dimensionless variables such as efficiency and heat exchanger effectiveness. and 2) Assessement of energy consists of solar useful and insulation saving for UTAC could be possible.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.54-62
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• 2016

열을 전기로 바꾸는 장치로 가장 효율이 우수한 장치인 AMTEC은 알칼리금속을 작동유체로 하여 열을 직접적으로 전기로 변환시키는 장치이다. AMTEC은 저압용기, 고압용기, 베타 알루미나 고체 전해질, 그리고 순환윅으로 이루어져있다. AMTEC에서의 열손실은 주요하게 저압용기에서의 BASE와 응축부 사이에서 발생하는 열복사손실이며, 암텍의 발전량은 BASE의 온도유지력에 영향을 받기에 BASE의 표면온도를 고온으로 유지시켜주어야 고효율 발전량은 일정하게 유지할 수 있다. 이를 위하여 저압챔버에서의 복사 열손실을 줄이고 BASE온도는 상승시키고, AMTEC 시스템의 발전량 향상을 위하여 저압용기 내부의 6가지 형태의 열복사차단막에 따른 출력을 전산유체해석을 통하여 분석하였다. 분석에서 최적의 열복사차단막 형상은 수직부에 곡률을 가질 때이며, 그 때의 온도에 대한 무차원수(응축부온도/BASE온도 비)는 0.665 정도이고 출력은 약 17.69 W 정도로 다른 형상에 대비하여 높은 발전량을 갖는 것으로 계산되었다. 높이에 따른 발전량의 차이에서는 수평차단막이 BASE 상부로부터 멀리 떨어진 경우 발전량이 가장 우수하며, 17.58W 정도로 나타났다. 여러 개의 작은 홀과 다중 수평차단막을 설계한 경우는 기준이 되는 형상보다 오히려 발전량이 감소하였으며, 각각 0.91W, 2.06W 정도 감소하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권1호
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• pp.9-19
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• 2020

대류열전달은 겨울철 온실 열손실의 중요한 원인이 되며, 일반적으로 복사열에 의한 손실보다 더 크다. 스크린의 대류열전달계수를 자연상태에서 측정한 연구가 수행된 바는 있지만 상하면의 재질이 동일하고 공극이 없는 스크린에 대해서는 적용을 할 수 없는 방법이다. 이러한 재질의 스크린은 한국에서 많이 사용되고 있으나 대류열전달 특성을 파악하는데 많은 어려움이 있는 실정이다. 본 연구에서는 공극이 없는 3가지 종류의 스크린에 대해 대류열전달계수를 구하였으며, 계수를 산정하기 위하여 복사열수지 이론에 근거하여 산정방법을 개발하였다. 실험장치에 스크린을 설치하고 일사량, 장파복사량, 대기온도, 스크린 및 흑색천의 표면온도, 풍속 등을 측정하였다. 스크린의 표면온도와 주변온도의 차이에 따른 대류열전달계수를 산정하였다. 풍속이 거의 없는 상태에서 온도의 차이가 증가함에 따라 계수는 감소하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.493-500
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• 2014

Damk$\ddot{o}$hler수가 클 때 복사열손실에 의한 소염근처에서 셀모양의 대향류확산화염의 특성에 대하여 수치해석적으로 연구하였다. Lewis 수를 0.5로 두고 일차원 정상상태의 화염의 해에 매우 작은 교란을 가하여 시간에 따른 화염전개를 계산하였다. 천이과정 초기에는 선형안정성 해석에서 예측된 결과와 매우 비슷하게 진행된다. 시간이 증가함에 따라 증가율이 가장 강한 파동수를 갖는 교란파가 성장하고, 완전히 발달되면 소염영역과 화염영역이 번갈아 나타나는 셀모양의 화염구조를 갖는다. 화염온도는 총엔탈피의 국소 이득 때문에 일차원 정상상태의 화염온도보다 높다. 셀모양의 확산화염은 Damk$\ddot{o}$hler 수가 증가함에 따라 셀의 모양이 원형으로 되며 일차원 정상상태 소염조건보다 큰 Damk$\ddot{o}$hler 수에서도 셀모양의 화염은 꺼지지 않고 살아남는다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제31권1호
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• pp.38-44
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• 2013

본 연구의 목적은 온실설계 시 야간복사열 손실량 예측을 위한 천공온도를 산정하는데 필요한 적절한 계산식을 제시하는 것이다. 대구지역의 운량에 따른 야간천공온도를 야간복사계를 이용하여 측정하고 기존의 식들을 이용하여 계산하였다. 천공온도를 계산하기 위한 최적의 식을 찾아내기 위하여 측정값과 계산 값을 비교하였다. 운량의 크기에 따라 대기온도와 천공온도의 차이가 달랐으며 운량이 감소함에 따라 온도차는 점차 증가하였다. 맑은 날이 구름 낀 날과 비온 날에 비해 약 10~20배 정도의 더 높은 온도차를 나타내었으며 온도차가 큰 맑은 날이 복사냉각이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 맑은 날에 대하여 계산된 천공온도와 측정된 천공온도와의 상관성을 분석한 결과 Bliss식과 Clark and Allen 식이 다른 식들에 비해 상관성이 비교적 더 높은 것으로 나타났다. 구름낀 날에 대해 계산된 천공온도와 측정온도와의 상관성을 분석한 결과 Fuentes 식이 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 구름낀 날의 천공온도를 산정할 수 있는 새로운 식을 제안하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.106-113
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• 2010

화재특성을 보다 현실감 있게 분석하기 위해서는 관련된 화재 역학의 정확한 물성 정보를 필요로 하게 되며, 이러한 화재물성을 획득하는 하나의 방법으로서 역물성 분석이 고려될 수 있다. 본 연구에서는 역물성 해석의 한가지 방법으로서 역열전달 해석 등에 많이 응용되고 있는 유전 알고리즘을 이용하였다. 고체 형태의 화재 물질로서 비교적 단순한 반응 특성을 나타내는 탄화물이 외부로부터 열을 받아 열분해되는 과정을 비정상 상태의 일차원문제로 간략화하여 해석하였으며, 이 과정에서 관계되는 반응역학의 물성을 추정하기 위하여 유전 알고리즘을 이용하였다. 이러한 역물성 분석의 입력 자료로서는 주어진 물성값을 이용하여 1차원 비정상 문제의 해석 결과인 탄화물의 열분해 표면 온도와 질량소모율 등이 되며, 이들 입력 자료에 해당하는 8개의 화재 물성치를 추정하여 보았다. 추정된 8개의 물성치 중 최대, 최소 상대오차는 각각 151%(탄화물의 비열), 1.81%(탄화 전 초기재료의 비열)이며, 추정된 8개의 화재 물성치를 입력하여 계산한 표면 온도와 질량소모율의 가상실험값에 대한 평균 상대오차는 각각 0.99773%, 3.087802%로 비교적 정확한 값을 추정한 것으로 나타났다.