• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.912-919
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• 1994

The engine combustion is one of the most important processes affecting performance and emissions. One effective way to improve the engine combustion is to control the motion of the charge inside a cylinder by means of optimum induction system design, because the flame speed is mainly determined by the turbulence at compression(TDC) process in S.I. engine. It is believed that the tumble and swirl motion generated during intake stroke breaks down into small-scale turbulence in the compression stroke of the cycle. However, the exact nature of this relationship is not well known. This paper describes the tumble flow measurements inside the cylinder of a 4-valve S.I. engine using laser Doppler velocimetry(LDV) under motoring(non-firing) conditions. This is conducted on an optically assesed single cylinder research engine under motored conditions at an engine speed of 1000rpm. Three different cylinder head intake port configurations are studied to develop a better understanding the tumble flow generation, development, and breakdown mechanisms.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.1-13
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• 1993

The three-dimensional numerical analysis for in-cylinder flow of four-valve engine without intake port has been successfully computed. These computations have been performed using technique of the general coordinate transformation based on the finite-volume method and body-fitted non-orthogenal grids using staggered control volume and covariant variable as dependent one. Computations are started at intake valve opening and are carried through top-dead-center of compression. A k-$\varepsilon$model is used to represent turbulent transport of momentum. The principal study is the evolution of interaction between mean flow and turbulence and of the role of swirl and tumble in generating near TDC turbulence. Results for three different inlet flow configuration are presented. From these results, complex flow pattern may be effective for promoting combustion in spark-ignition engines and kinetic energy of mean flow near TDC is well converted into turbulent kinetic energy.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.113-122
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• 1994

This paper describes the effects of combustion parameters on the characteristics of combustion products in swirling flow furnace. The concentration of combustion products and temperature distribution of flow field in the furnace have been investigated by numerical method. The fuel was injected into the furnace and the swirling device was constructed with three kinds of vane swirler at inlet port of furnace. The results of this study showed that the effect of combustion parameters on the concentration characteristics of carbon monoxide and nitrogen monoxide of combustion products. It was found that the pollutant formation wad dependent on the equivalence ratio and swirl intensity level.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.673-680
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• 2017

흡수정은 댐이나 저수지에 저장된 물을 흡입하여 사용하는 설비이다. 흡입한 다량의 물은 화력 및 원자력 등의 대형 발전소의 냉각시스템에 사용된다. 특징으로 흡입 유량과 흡수정의 비가 작으면 흡입구 주변에서 유속이 증가한다. 이로 인해 와류나 선회류의 불균형 유동이 발생된다. 불균형 유동은 흡수정의 성능을 저하나 고장의 원인이 된다. 해결하기 위한 다양한 방법이 고안되고 있으나 최저수위 일 경우 정확한 해결 방법을 찾지 못하고 있다. 가장 효율적인 해결방법으로는 AVD를 설치하거나 관로를 길게하는 방법이 있다. 이렇게 설치된 구조물이 유동의 흐름을 균일하게 만들어 주기 때문이다. 본 논문에서는 관로의 길이와 AVD의 형태 변화에 따른 흡수정 내의 유동특성을 수치해석으로 분석한다. 수치해석을 위하여 수정의 흡입부, 섬프, 펌프의 3단계로 분리하여 모델링하였다. 격자는 해석의 정확도를 위해 흡입부는 비조밀, 흡수정과 AVD는 조밀하게 하였다. ANSYS ICEM-CFD 14.5를 이용하여 120~150만개의 격자를 생성하였고 Tetra grid와 Prism grid를 혼용하였다. 해석을 위해 상용 CFD 프로그램인 ANSYS CFX14.5의 SST 난류모델을 선정하였다. 조건으로 H.W.L 6.0m, L.W.L 3.5, Qmax 4.000 kg/s, Qavg 3.500 kg/s Qmin 2.500 kg/s로 설정하였다. 보텍스 각도와 속도분포로 해석한 결과는 다음과 같다. Ext E-type의 AVD를 설치한 흡수정이 최고수위 일때 합격하였다. 추후, Ext E-type을 기본으로 하여 최저수위일 때 만족하는 연구가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.31-37
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• 2017

본 연구는 오존 방식 선박평형수 처리의 주요 장치인 기체-액체 이젝터에 대하여 구동 노즐의 유입부에 회전 운동 유도 장치에 의해 발생되는 구동 유체의 회전 운동이 이젝터 효율에 미치는 영향에 관한 연구이다. 먼저 배압에 따른 이젝터의 각 포트별 압력과 흡입 유량을 확인하기 위하여 실험 장치를 구성하고, 회전 운동이 없는 이젝터에 대한 실험 수행 및 데이터를 획득한다. 실험의 데이터를 바탕으로 격자 사이즈 비교를 통해 기체-액체 이젝터에 적합한 유한요소모델을 선정하였으며, 도출된 CFD 모델을 이용하여 구동 유체의 회전 운동이 이젝터의 흡입 효율을 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 이를 바탕으로 이젝터의 흡입 유량을 높이기 위하여, 메타 모델을 이용한 크리깅 기법을 사용하여 회전 유도 장치의 내부 형상 인자인 전체 길이 l, 내부 직경 d, 날개 개수 n에 대한 구조 최적화를 수행한다. 최적화된 회전 유도 장치를 적용한 결과 구동 유체의 회전 운동이 없는 이젝터에 비해 이젝터 효율이 약 3% 가량 개선됨을 확인하였다.