• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.70-76
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• 2005

A new stratified charge combustion system has been introduced and developed for GDI engines. Before this new GDI system, the stratified mixture was formed by a high pressure swirl injector. But, the special feature of new system is employed of a thin fan-shaped fuel spray formed by a slit type nozzle. Also, this system has been adopted a shell-shaped piston cavity. We made high pressure gasoline injection system and investigated the fan-shaped spray characteristics such as spray tip penetration, spray angle, SMD and velocities of droplets using PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer) system and spray visualization system to obtain the concept of the new design and the fundamental data for the next generation GDI system. The experiment was performed at the injection pressures of 5 and 9MPa under the atmospheric condition.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.205-209
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• 2004

인젝터의 배열과 형상 변화는 연소실내에서의 미립화, 증발, 혼합, 화학반응 등을 변화시킴으로써 액체로켓엔진의 연소 조건과 열 교환에 영향을 준다. 본 논문에서는 연소실내의 다양한 현상 중 인젝터 배열이 혼합비 분포에 미치는 영향을 물리적 접근방법을 통하여 살펴보고 프로그램을 작성하여 혼합비 분포를 계산 하고자 하였다. 단, 예측 방법의 유도 과정에서 도입된 물리 현상의 단순화와 여러 가정으로 인해 본 방법의 적용성과 정확성에는 한계가 있으나 mechanical patternator 사용이 어려운 full scale 가스발생기나 연소기의 국부적인 혼합비 예측에 효과적인 활용이 될 수 있으리라 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권4호
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• pp.25-32
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• 2020

모형 연소기에서 동축형 분사기에 의한 연소불안정성을 운동량비 변화에 따라 수치적으로 분석하였다. 실제 로켓 엔진의 경계조건을 기반으로 총 5개의 운동량비를 선택하였다. 운동량비가 증가할수록 분사기 출구에서의 확산각도는 감소하는 경향을 보였으며, 축방향 운동량이 증가할수록 연소기 내부의 압력진폭이 크게 감소함을 확인하였다. 동적 모드 분해 기법(dynamic mode decomposition)을 통해 연소기내의 음향 모드를 파악하였고 관심 섭동 주파수를 갖는 2L 모드(mode)의 감쇠계수를 구하고 이를 통해 운동량비가 증가할수록 연소기의 안정성이 증가함을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권3호
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• pp.258-263
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• 2008

초음속 순항 엔진 연소기에 적용하기에 유리한 스크류형 선회기를 장착한 인젝터의 성능을 이론적, 수치적, 실험적 방법을 통해 밝혀 내었다. 인젝터의 성능은 유출계수와 분무각을 중심으로 살펴보았으며, 이에 영향을 미치는 형상 파라미터를 정의하고 기준 인젝터를 설계하여 형상계수에 따른 성능의 변화를 살펴보았다. 정의된 범위에서 인젝터의 성능은 이론적 예측에 의한 값보다 작은 값으로 나타났으며, VOF 방법을 사용한 수치해석에 의해 성능이 매우 잘 예측되는 것을 확인할 수 있었다. 점성장벽에 해당하는 특성은 나타나지 않았으며, 최소 0.05의 유출계수와 최대 104의 분무각을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.729-732
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• 2010

본 연구는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 동축 와류형 분사기를 해석하기 위해 체계적인 물리 모델링을 수행하였다. 먼저 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체의 열역학 및 전달 물성치를 계산할 수 있는 서브루틴 라이브러리를 구축하였으며, 층류 화염편 해석 코드와 연동하여 케로신 난류연소장의 국소화염구조를 해석하였다. 설계 목적에 맞는 계산 효율성을 확보하기 위해 동축 와류형 분사기는 RANS 기반의 2차원 축대칭 선회 유동으로 해석하였으며, 실험 결과가 존재하는 비연소 동축선회 제트 유동을 통해 예측정확도를 검증하였다. 실제 고압 연소를 수반하는 동축 와류형 분사기의 경우, 기존의 RANS 모델은 급격한 밀도 구배가 수반되는 선회 막 유동의 혼합층에서 과도한 난류확산을 야기하였으며, 난류모델의 수정을 위해 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.11-19
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• 2013

본 연구에서는 고온으로 가열된 연료가 다양한 종류의 스월 인젝터를 통해 분사되는 경우 분사 특성의 변화를 실험적으로 확인하였다. 3종의 스월 인젝터로 3 ~ 10 bar의 분사압력을 가하면서 연료온도가 $50{\sim}270^{\circ}C$ 범위에서 변화하는 경우 인젝터의 유량계수(${\alpha}$)를 계측하였다. cavitation number ($K_c$)에 대한 ${\alpha}$ 변화 특성을 확인한 결과 ${\alpha}$ 변동 특성이 오리피스 직경과 스월러 형상에 모두 영향을 받았고, 비등에 의한 연료분사 특성을 스월러 유로와 오리피스 유로 면적비인 AR과 관련지어 살펴 본 결과에서는 AR이 커질수록 비등 영향은 더 지연되고 비등의 영향이 미치기 시작하면 ${\alpha}$ 감소 기울기는 더 큰 것으로 확인되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권5호
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• pp.51-59
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• 2007

충돌형 산화제 주입기를 사용한 end-burning 하이브리드 연소기의 혼합특성을 선행 연구되었던 접선형 주입기와 비교 분석하였다. 충돌형 주입기를 사용한 연소유동장이 접선형 주입기에 비해 축방향 및 반경방향으로 월등한 혼합특성과 연소효율을 보였다. 충돌효과와 선회효과를 동시에 발생시키는 파생형 주입기를 사용한 결과, 보다 넓은 연소실 영역에서 혼합효율이 증대되었으며 연료 표면의 연소 균일도가 향상될 수 있음을 확인하였다. 충돌로 인한 축방향 운동량과 선회유동이 체류시간과 난류강도를 증가시켜 혼합을 촉진시키는 주요 인자로 판단되었으나 연소실의 기하학적 형상변화를 꾀한 step의 유무는 난류혼합 증진에 있어서 중요한 변수가 아님을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.51-59
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• 2000

In-cylinder spray flow motion plays an important in the adjustment of mixture preparation with a fundamental spray characteristics and in-cylinder flow field well in direct-injection gasoline engine. In this study, the fundamental spray characteristics such as mean drop size, velocity distribution, spray angle were measured and in-cylinder spray flow motion was visualized in order to optimize intake port, piston top land and combustion chamber shapes in the development stage of mass-produced G야 engine. For these experiments, the PDPA measurements and Mie scattering technique were used for detailed spray characteristics and in-cylinder spray motions were obtained by use of ICCD camera through the single-cylinder optical engine. From the experimental results, the test injector shows a good low-end linearity between the dynamic flow and fuel injection pulse width and the fuel spray of 20mm or less in SMD with good spray symmetry. In addition, the in-cylinder tumble flow has more effect on the homogeneous mixture formation than that of in-cylinder swirl flow at early injection mode and the in-cylinder swirl flow plays a better role of stratified mixture preparation than tumble flow at late injection mode.

• 한국분무공학회지
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• 제12권1호
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• pp.11-17
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• 2007

The swirl spray for direct-injection spark-ignition (DISI) engines was investigated using a nozzle whose exit surface shape was cut with a certain tapered angle. The reason for the change in spray's characteristics at various tapered angles was explained by the data correlating the taper and flow angles. The spray tended to shift its characteristics from the symmetric to asymmetric when the tapered angle was increased; furthermore, the spray penetration and spray cone angle were also increased. When the tapered angle was greater than the $90^{\circ}$ minus flow angle, an opened hollow cone spray was formed because of the fuel impingement against the tapered surface area of the nozzle exit. This behavior indicates that the reduction in the air pressure difference between the inner and outer spray of the spray can be achieved. This behavior also promises the potential use of the tapered nozzle for the case where the independence of the spray performance from atmospheric pressure and fuel temperature is desired.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.73-79
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• 2008

Atomization speed of diesel fuel injected from 8-hole nozzle is faster than that of 7-hole nozzle because the hole diameter of 8-hole nozzle is smaller than that of 7-hole nozzle. But both insufficient distance between the fuel sprays and short penetration of injected sprays through 8-hole nozzle hole cause many harmful effects on combustion. In this study, we installed the 8-hole injectors to diesel 2.0 liter class engine, and optimized in-cylinder swirl and penetration via selecting and matching proper cylinder head and combustion bowl. Through this process, we found out the performance and emission potential of 8-hole nozzle installed engine are better than those of 7-hole nozzle installed one.