• 한국추진공학회지
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• 제20권4호
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• pp.104-111
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• 2016

고속으로 흡입되는 공기를 산소원으로 이용하는 공기 흡입추진기관에서 해결해야 할 과제 중에 하나는 화염 안정화이다. 블라프보디와 같이 유동 감속장치를 설치하여 와류에 의한 재순환 영역을 만들어 주는 방법이 대표적인 방법이다. 최근에는 유동 벽면에 캐비티를 설치하여 화염을 안정화 시키는 것이 안정화 영역을 넓이는 효율적인 방안으로 대두되고 있는데, 캐비티에서의 유동 박리와 재접촉, 압력과 진동을 포함하여 길이와 깊이 비 등에 대한 영향 등이 조사 발표되고 있다. 그럼에도 불구하고 공기 흡입추진기관의 연구 개발과 함께, 선행 기술로서 캐비티를 이용한 화염 안정화에 대하여는 아직도 연구조사 되어야 할 과제가 많이 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.19-27
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• 2018

본 논문에서는 E-D 노즐 공압 실험 연구의 선행 연구로써, 노즐 압력비에 따라 변화하는 E-D 노즐특성 파악을 위한 해석적 연구가 수행되었다. 설계 변수 중, 핀틀 변곡 각도를 하나의 변수로 하여 서로 다른 세 가지 수치해석 모델을 설계하였다. 노즐 압력비가 낮을 때는 E-D 노즐 내부로 외부 대기가 유입되어 개방 유동장이 형성되었다. 노즐 압력비가 높아짐에 따라 노즐 내부에 재순환 영역이 고립되는 폐쇄 유동장으로 유동 천이가 발생함을 확인하였다. 또한, 전체 노즐 압력비 구간에서 핀틀 변곡 각도가 높은 해석 모델에서 가장 높은 추력 계수가 도출되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.64-69
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• 2013

본 연구에서는 엔진 나셀 화재를 모사하고 이전의 실험결과를 보충하기위해 이차원 둔각물체 주위의 반응유동장에 대하여 수치해석을 수행하였다. Direct numerical simulation (DNS) 기반의 fire dynamic simulator (FDS)를 이용하여 반응유동장의 특성을 조사하였고, 실험결과와의 비교를 통해 화학반응식을 결정하였다. 산화제는 공기를 사용하였고, 연료는 메탄을 사용하였다. 동축류와 대향류 분사 모두의 경우에 화염의 안정성이나 모양은 둔각물체 주위의 와 강도와 크기에 크게 영향을 받았다. 동축류 분사의 경우 계산에 통한 화염소화한계를 결정하였는데 연료유속이 커질수록 공기의 유속 또한 커지는 경향이 있었고, 그 속도들 또한 기존의 실험결과와 잘 일치함을 볼 수 있었다. 유동장 특성에 대한 화학반응의 효과를 고찰하기 위해 반응이 없는 경우를 계산하여 비교하였다. 모든 경우에 비반응 유동장에 비해 반응 유동장의 후류와는 크기도 감소하고 세기도 감소함을 볼 수 있었는데 이는 반응에 의한 후류의 온도증가가 유체의 밀도 및 모멘텀을 감소시켰기 때문으로 판단된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.135-146
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• 2013

This paper presents a feedforward control algorithm for the EGR and VGT systems of passenger car diesel engines. The air-to-fuel ratio and boost pressure are selected as control indicators and the positions of EGR valve and VGT vane are used as control inputs of the EGR and VGT controller. In order to compensate the non-linearity and coupled dynamics of the EGR and VGT systems, we have proposed a non-linear model-based feedforward control algorithm which is obtained from static model inversion approach. It is observed that the average modeling errors of the feedforward algorithm is about 2% using stationary engine experiment data of 225 operating conditions. Using a feedback controller including proportional-integral, the modeling error is compensated. Furthermore, it is validated that the proposed feedforward algorithm generates physically acceptable trajectories of the actuator and successfully tracks the desired values through engine experiments.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.85-94
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• 2002

Computational flow dynamics(CFD) has been frequently applied to the waste incinerators to understand the flow performance for various design and operating parameters. Though it needs many simplifications and complicated flow models, the reasonability of its results is not fully evaluated. For example, the inlet condition is calculated from an arbitrarily assumed properties of combustion gas release from the waste bed, since the combustion in the bed is difficult to be predicted. In this study, the computational modeling and calculation procedures of CFD for the grate type waste incinerator were evaluated using comparative simulations. Though the assumption method on the generation of the combustion gas directly affected the temperature and gas species concentrations, the overall flow pattern was dominated by the secondary air jets. The gaseous reaction could be included by assuming the release of the products of incomplete combusion from the bed. However, the reaction effficiency cannot not be directly evaluated from the species concentration, since it is not possible to simulate the actual co-existence of fuel rich or oxygen rich puffs over the bed. In predicting the turbulence, the higher order model, such as Reynolds stress model, gave difference shape of local recirculation zones, but similar results was acquired from the standard $k-{\varepsilon}$ model. Introducing radiation model was required for accurate temperature prediction, but it also caused heat imbalance due to the fixed temperature of the inlet, i.e. the waste bed. Thus, the computational modeling procedures on incinerators and the analysis of the predicted results should be progressed carefully. Though not validated experimentally, current simulation method is capable of comparative evaluation on the flow-related parameters such as the furnace shape and secondary air injection using identical inlet conditions. Quantitative analysis using measures of the residence time and mixing is essential to compare the flow performance efficiently.

• 대한환경공학회지
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• 제31권4호
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• pp.272-277
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• 2009

국내 석탄화력발전소의 대용량 보일러를 대상으로 연소용 이차공기의 수평분사각을 변경한 경우에 대하여 화로에서의 연소특성과 NOx 발생특성을 전산유체역학적으로 해석하였다. 열유동해석 결과를 실제 운전데이터와 비교하여 해석의 신뢰성을 확인하할 수 있었다. 분사각을 $20^{\circ}$까지 증가시킬 경우 노즐 근처에서의 재순환유동 감소, 화로출구 NOx 감소와 미연분 증가를 가져왔으며 화구의 형태가 많이 변화되는 것을 관찰하였다. 본 연구결과는 A화력발전소의 연소방식을 변경하는 경우 기본적인 설계 및 운전 데이터로 활용하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권4호
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• pp.512-517
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• 2009

순산소 연소에서 $SO_2$ 농도는 배가스의 재순환으로 인해 기존의 공기연소에 비해 3배 이상 높게 나타나고, $CO_2$ 농도와 $SO_2$ 농도가 높기 때문에 탈황현상이 기존의 공기 연소와는 다르게 나타난다. 본 연구에서는 순산소 연소조건에서 로내탈황 특성을 알아보기 위해 Drop Tube Furnace(DTF)를 이용하여, 반응온도, 유입 $SO_2$ 농도 그리고 Ca/S 비 등의 운전변수에 따른 $SO_2$ 제거효율을 측정하였으며 수분의 영향에 대해서도 알아보았다. 반응온도, 유입 $SO_2$ 농도 그리고 Ca/S 비가 증가함에 따라 $SO_2$ 제거효율은 증가하였고 유입가스 내 수분이 존재할 경우 $SO_2$ 제거효율은 약 4~6% 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권3호
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• pp.207-215
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• 2020

소형 초음속 연소시험 장치 구축의 일부로서 형상 천이 노즐 설계 연구를 수행하였다. 원형의 연소식 공기가열기에 정사각형 단면의 초음속 연소기를 연결하기 위하여 MOC 설계기법을 이용하여 초음속 형상 천이 노즐의 면적변화를 산출하였다. 천이율을 조절하기 위하여 형상 천이 함수를 도입하였다. 3차원 전산유체 해석을 통한 경계층 보정과 함께 몇 가지 형상 천이 함수의 영향을 살펴보았다. 본 연구의 형상 천이 노즐에서는 일반적인 사각단면 노즐에서 모서리에 발생하는 압력구배에 의한 재순환영역과 이에 의한 노즐 벽 중심부의 경계층 발달이 비교적 작게 나타남을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권4호
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• pp.485-490
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• 2010

MILD(Moderate and Intense Low Oxygen Dilution)연소는 연소가스의 재순환을 이용하여 화염대의 고온 형성을 최대한 억제하여 질소산화물을 생성 과정에서 저감하는 동시에 연소로의 내부온도를 균일화하여 열 이용 효율을 향상시킬 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 MILD 연소로에서 연료 및 공기 유량으로 당량비를 조절하고, 그 변화에 따른 연소로에서 발생되는 배기가스 및 연소로 내부의 온도 계측을 통하여 MILD 연소기의 특성과 MILD 연소 시 최적 조건을 도출하고자 하였다. 본 연구를 통하여 당량비가 0.71~0.73일 때 MILD 연소가 구현되었으며 MILD 연소 조건에서 온도 균일도와 NOx 및 CO 생성 특성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권11호
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• pp.985-990
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• 2013

신부전 환자의 신장기능을 유지하는 방법의 일환으로서 사용되는 혈액 투석 시 동정맥루 문합각도에 따라서 혈액 유동상태의 양호가 결정된다. 지금까지의 연구는 CFD에 의한 것이 대부분이었으나 실험적 보고는 없다. 본 연구에서는 동정맥루의 혈류역학적 특성을 분석하기 위하여 PIV기법을 이용하였다. PIV실험을 위한 혈관모델의 문합부 각도는 $30^{\circ}C$로 정하였다. 유체역학적 상사를 만족시키기 위하여 Re수는 같게 하였고, 동맥부분에 밸브를 달아 개폐 정도를 조절하면서 PIV실험을 수행하였다. PIV 실험결과 분지부 부분에서 재순환유동이 발생되는 것을 볼 수 있었고, 동맥의 개폐 정도에 따라 전체적인 혈류속도의 변화가 나타났다.