• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2001년도 제22회 KOSCI SYMPOSIUM 논문집
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• pp.9-16
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• 2001

When large size nozzle with low jet velocity is used, the buoyancy effect arises from the density difference among propane, air, and burnt gas. Flame characteristics in such buoyant jets have been investigated numerically to elucidate the effect of buoyancy on lifted flames. It has been demonstrated that the cold jet has circular cone shape since upwardly injected propane jet decelerates and forms stagnation region. In contrast to the cold flow, the reacting flow with a lifted flame has no stagnation region by the buoyancy force induced from the burnt gas. To further illustrate the buoyancy effect on lifted flames, the reacting flow with buoyancy is compared with non-buoyant reacting flow. Non-buoyant flame is stabilized at much lower height than the buoyant flame. At a certain range of fuel jet velocities and fuel dilutions. an oscillating flame is demonstrated numerically showing that the height of flame base and tip vary during one cycle of oscillation. Under the same condition. non-buoyant flame exhibits only steady lifted flames. This confirms the buoyancy effect on the mechanism of lifted flame oscillation.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.55.2-55.2
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• 2010

기존의 thermal spray coating은 분사시 가스와 입자가 높은 열을 동반하여 상대적으로 차가운 기판과의 충돌되는 과정에서 기판과 입자 사이에 열응력이 발생하게 되고, 이것은 코팅 특성을 저하시킨다. 또한 고온의 가연성 가스등의 사용으로 작업 시 안전문제 등의 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 분사 시 운동에너지를 주로 이용하는 cold spray coating 공정이 개발되었다. 이 공정은 코팅 입자를 임계속도 이상으로 가속시켜 입자와 기판이 충돌시 소성 변형을 통해 적층되는 코팅기술이다. Cold spray coating공정은 상온 코팅이 가능하기 때문에 주입입자의 물성이 비교적 그대로 유지되고, 고온의 열로 인한 기판의 변질을 막을 수 있다. Cold Spray coating에서 주로 원형 노즐을 사용하나 본 연구에서는 분사 효율 향상을 위한 광폭노즐을 사용하여 코팅 시간 단축을 기대하고 있다. 임계속도 이상의 입자 확보를 위하여 노즐의 expansion ratio와 노즐 shape의 변화를 주어 그에 따른 노즐내의 유동장을 수치해석을 통해 계산하였다. 분사되는 출구면과 기판 사이의 입자 속도 분포를 해석하였고, 이를 통해 임계속도 이상의 속도를 갖는 유효 입자들의 분포 및 유효 분사 면적을 예측하였다. 또한, 기존의 원형 노즐과 광폭 노즐과의 유동장 비교 및 각 노즐 분사면을 분석하여 cold spray coating공정에서의 효율적인 노즐 형상을 디자인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제6권3호
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• pp.183-189
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• 1997

구조와 크기가 각각 다른 12종의 미니 스프링클러를 대상으로 살수입자의 크기에 대한 분두의 구경과 살수압력의 영향을 조사하고 스프링클러 종류별로 각 살수 도달거리에서의 살수입자의 크기를 실험한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 액분산기를 갖은 미니 스프링클러 살수입자 크기와 분두 구경과의 관계를 분석한 결과, 살수입자의 크기는 스프링클러의 분두 구경 보다는 스프링클러의 구조 특히 액분산기의 형태에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 살수압력이 살수입자의 크기에 미치는 영향을 분석한 결과 살수입자의 크기는 살수압력의 1/3승에 반비례함이 확인되었다. 따라서 임의 압력하에서 살수되는 스프링클러 살수입자의 크기는 특정 압력하의 실험결과로부터 용이하게 예측할 수 있다. 살수입자 도달거리와 살수입자 크기와의 관계는 살수입자 도달거리의 2차 함수에 비례하여 살수입자의 크기가 증가하는 것으로 분석되었다. 시판되고 있는 미니 스프링클러의 대표적인 종류를 이용하여 실험한 스프링클러의 살수입자 도달거리별 살수입자의 크기는 스프링클러 종류에 따라 상당한 차이가 있으나 대체적 크기를 보면 도달거리 1m 이내에서는 100~300$\mu\textrm{m}$, 도달거리 1m~2m 범위에서는 230~470$\mu\textrm{m}$, 도달거리 2~3m 범위에서는 300~770$\mu\textrm{m}$으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.305-312
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• 2023

환경 요구 조건의 강화로 오래된 탈질 설비에 대한 성능 개선이 필요하다. 본 연구에서는 전산 해석 기법을 이용하여 성능 향상의 가능성을 제시하고자 하였다. 입구 안내 깃과 곡확산부 등 설비 내 유로의 기하학적인 형상의 수정과 암모니아 분사량의 제어 등 설계와 운전 조건을 둘 다 변경하여 해석을 수행하였다. 촉매 층에 유입되는 혼합가스의 유동 균일성과 NH₃/NO 조성비, 설비의 압력 강하 등 3가지 성능변수 관점에서 기존에 운영되는 조건과 본 연구에서 제시된 조건을 비교하였다. 전산 해석에서 적용된 유동장의 범위는 연소로 절탄기의 출구에서 공기 예열기의 입구까지로 탈질 설비의 전 영역이다. 전산 해석 도구로 열유체 전용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent를 사용하여 유동 특성을 해석하여 성능을 도출하였고 최적화 알고리즘인 Design Xplorer를 사용하여 암모니아의 분사량을 노즐별로 조절하였다. 변경된 설비 조건은 기존의 조건과 비교하여 유동 균일성과 NH₃/NO 조성비는 각각 45.1%와 8.7% 향상되었으나 전체 압력 강하는 1.24% 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.675-682
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• 2013

전단 동축 분사기의 Inner-stage와 Outer-stage의 기체 분사 비율 변화에 따른 축방향 유동 분포 특성과 분무 분열 특성을 실험적으로 연구였다. 무차원 측정 거리를 Z/d=100까지 변화시킴에 따라 운동량 교환, 공기역학적 항력, 점성 혼합의 영향으로 완전 발달된 유동의 형태를 나타내었다. Inner-stage의 기체분사와 Outer-stage의 기체 분사의 영향은 Z/d=5 이내의 영역에서 간섭받지 않고 분무 초기에 Inner-stage에서 분사된 기체 전단력에 의해 분열됨을 파악할 수 있었으며, Z/d=10 이상의 영역에서 완전 발달된 유동으로 변화하며, 유동의 혼합이 진행됨을 관찰 할 수 있었다. Inner-stage의 운동량 플럭스 비 0.84 이내에서 Outer-stage의 운동량 플럭스 비가 증가함에 따라 SMD가 감소하는 경향을 나타내었으며, Inner-stage의 운동량 플럭스 비가 1.38 이상의 조건에서 SMD의 분포가 유사하게 나타나는 경향을 관찰할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.1-10
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• 2022

본 연구에서는 저유속 조건에서도 발전이 가능한 수평 2열 쉬라우드 조류에너지 변환장치를 개발하였다. 쉬라우드 시스템의 형상을 결정하기 위해 3차원 수치모의 실험을 수행하였으며, 1/6 축소모형을 제작하여 수리모형 실험을 수행하였다. 수리모형 실험은 4가지 유속 조건하에서 수행하였으며, 각각의 실험 케이스별로 유속, 토크 및 RPM을 계측하였다. 수치모의 실험 결과, 노즐을 통과한 유속은 실린더에서 약 2~3배 유속이 증폭되는 것을 확인하였으며, 연장비가 2:1일 때, 가장 높은 유속 증폭율을 보였다. 또한 노즐과 실린더의 직경비는 1.5:1일 때 유속이 2.8배 증가하는 것으로 나타났다. 한편 수리모형 실험 결과, TSR이 1.75~2 일 때, 0.32~0.34의 출력 성능을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국진공학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-6
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• 2013

$600{\times}1,200mm$ 기판에 대면적 CIGS 광흡수층 증착을 위한 선형증발원 개발을 위해 다른 크기의 노즐과 일정한 노즐 간격을 가지는 선형증발원의 플럭스 밀도를 전산 모사하여 플럭스 균일도 ${\pm}5%$의 조건을 구하였다. 이를 바탕으로 제작된 선형증발원을 이용하여 Cu, In의 단일막 두께균일도를 확인하였고, CIGS 광흡수층을 동시증발법으로 증착하여 박막의 두께균일도 및 증착 조성의 균일도로 선형증발원을 평가하였다. XRF 조성 분석을 통해 구한 조성불균일도는 600 mm 폭에서 $$Cu{\leq_-}5%$$, $$In{\leq_-}7%$$, $$Ga{\leq_-}4%$$, $$Se{\leq_-}3%$$으로 균일한 조성비로 성막된 것을 확인하였고 SEM 분석을 통해 표면 결정립의 형상을 확인하였다. 또한 XRD측정을 통해 선형증발원 방향의 대면적 CIGS 광흡수층이 칼코피라이트 구조임을 확인하였다. 이를 통해서 개발된 하향 선형증발원이 CIGS 광흡수층 증착에 적합함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권9호
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• pp.1317-1324
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• 1998

In general, DI gasoline engine has the advantages of higher power output, higher thermal efficiency, higher EGR tolerance and lower emissions due to the operation characteristics of increased volumetric efficiency, compression ratio and ultra-lean combustion scheme. In order to apply the concept of stratified charge into direct injection gasoline engine, some kinds of methodologies have been adapted in various papers. In this study, a reflector was adapted around the injector nozzle to apply the concept of stratified charge combustion which leads the air-fuel mixture to be rich near spark plug. Therefore, the mixture near the spark plug is locally rich to ignite while the lean mixture is wholly introduced into the combustion chamber. The characteristics of combustion is analyzed with the variations of fuel injection pressure and load in a stratified -charge direct injection single cylinder gasoline engine. The obtained results are summarized as follows ; 1. The MBT spark timing approached to TDC with the increase of load on account of the increase of evaporation energy, but has little relation with fuel injection pressure. 2. The stratification effects are apparent with the increase of injection pressure. It is considered by the development of secondary diffusive combustion and the increase of heat release of same region, but proceed rapidly than diesel engine. Especially, in the case of high pressure injection (l70bar) and high load (3.0kgf m), the diffusive combustion parts are developed excessively and results in the decrease of peak pressure than in the case of middle load. 3. The index of engine stability, COVimep value, is drastically decreased with the increase of load. 4. To get better performance of DI gasoline engine development, staged optimizaion must be needed such as injection pressure, reflector, intake swirl, injection timing, chamber shape, ignition system and so on. In this study, the I50bar injection pressure is appeared as the optimum.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1391-1398
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• 2011

반동도에 따른 증기터빈의 설계 및 성능 해석을 컴퓨터 시뮬레이션으로 수행하였다. 깃 각도와 출구면적, 노즐면적과 같은 설계변수들과 터빈동력, 선도효율, 축방향 추력과 같은 성능변수들을 반동도에 따라 나타내었다. 추가적인 설계 및 성능변수에 대한 정보를 제공하기 위하여, 깃 각도와 터빈동력, 선도효율, 축방향 추력과 같은 주된 설계 및 성능변수들을 유동계수(주속도에 대한 축방향속도)의 함수로 제시하였다. 터빈동력, 선도효율을 최대로 하는 반동도 및 유동계수가 존재함이 밝혀졌으며, 반동도가 증가함에 따라 동익의 깃 형상은 대칭형으로부터 많이 벗어남을 보여주었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.105-113
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• 2009

The performance of a direct-injection type diesel engine often depends on the strength of swirl or squish, shape of combustion chamber, the number of nozzle holes, etc. This is of course because the combustion in the cylinder was affected by the mixture formation process. In this paper, combustion process of biodiesel fuel was studied by employing the piston which has several grooves with inclined plane on the piston crown to generate swirl during the compression stroke in the cylinder in order to improve the atomization of high viscosity fuel such as biodiesel fuel and toroidal type piston generally used in high speed diesel engine. To take a photograph of flame, single cylinder, four stroke diesel engine was remodeled into two stroke visible engine and high speed video camera was used. The results obtained are summarized as follows; (1) In the case of toroidal piston, when biodiesel fuel was supplied to plunger type injection system which has very low injection pressure as compared with common-rail injection system, the flame propagation speed was slowed and the maximum combustion pressure became lower. These phenomena became further aggravated as the fuel viscosity gets higher. (2) In the case of swirl groove piston, early stage of combustion such as rapid ignition timing and flame propagation was activated by intensifying the air flow in the cylinder. (3) Combustion process of biodiesel fuel was improved by the reason mentioned in paragraph (2) above. Consequently, the swirl grooves would also function to improve the combustion of high viscosity fuel.