• 제목/요약/키워드: Swirl velocity

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H class급 가스터빈의 단일 노즐 성능에 대한 CONVERGE CFD 기반 수치 해석적 연구 (Numerical study on single nozzle performances for H class gas turbine based on CONVERGE CFD)

  • 김종현;박정수
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.67-72
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    • 2019
  • In this study, we investigate the non-reacting and reacting performance of single nozzle for post H class gas turbine by using commercial CFD tool, CONVERGE, based on adaptive mesh refinement. By varying swirl number and mixing length of base nozzle design. Through the numerical analysis, basic phenomena can be well described with respect to fuel concentration for non-reacting flow, temperature distribution, velocity vector and combustion outlet temperature distribution for reacting flow. However, there are rooms for improvements in model accuracy by comparing test results. Comparison between numerical analysis are planning for further study.

사염화탄소($CCl_4$) 소각을 위한 로타리 킬른 소각로 3차원 난류반응 컴퓨터 프로그램 개발( I ) (Development of a 3-Dimensional Turbulent Reaction Computer program for the Incineration of a Carbon Tetrachloride($CCl_4$) ( I ))

  • 엄태인;장동순
    • 한국안전학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.100-109
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    • 1994
  • In this study, it is investigated that the possibility of the numerical simulation for the incineration of the hazardous material, crbon tetrachloride($CCl_4$). A 3-dimensional numerical technology is applied for turbulent reacting flows of the full-scale Dow Chemical incinerator. The calculations are made by a CRAY-2S, super computer. The major parameters considered in this study are kiln revolution rate (rpm), filling ratio of the solid waste(f), burner Injection velocity and angle, and turbulent air jets for swirl. And the employed turbulent reaction model is the eddy break-up model which is a kind of fast chemistry model assuming general equilibrium and used for a premixed flame. The calculated flow fields are presented and discussed. 1) The presence of turbulent air nozzles for swirl gives rise to visible increase of the convective motion over the region of the solid waste. This implies the possibility to enhance the mixing of the waste with the surrounding all and thereby to reduce thermal and species stratification, which were reported in a large rotary kiln operation. 2) Considering that the location of the recirculation region has a strong relation with the heating rate of the solid waste, the control of the recirculation region by the burner injection angle Is quite desirable in the sense of the flexible design of the rotary kiln incinerator for a carbon tetrachloride. 3) Finally, it is found that the eddy break-up model Is not suitable for carbon tetrachloride($CCl_4$) because this model is not incorporated the flame inhibition trend due to the presence $CCl_4$compound.

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대용량 미분탄 보일러의 연소특성 및 NO 분포 특성 연구 (Studies on the Combustion Characteristics and NO Distribution in the Pulverized Coal Fired Boiler)

  • 박호영;김영주
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.552-559
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    • 2008
  • 접선 연소식 미분탄 보일러의 연소특성 분석을 위한 3차원 전산해석 연구를 수행하였다. 해석 결과의 건전성 검증을 위하여 보일러 출구, 즉 절탄기 후단에서의 가스 온도, O$_2$, NO, CO 농도를 발전소의 실제 측정 결과와 비교하였다. 실제 발전소의 운전조건을 기준으로 보일러내의 가스온도, 속도 분포를 해석하였으며 주요 가스농도인 O$_2$, CO, CO$_2$, NO의 분포와 char 입자 궤적을 구하였다. 본 연구를 통하여 최종과열기 전단에서의 가스 온도가 불균일하게 분포함을 알 수 있었으며, 이는 보일러 상부 연소로에서의 잔류 선회유동의 결과인 것으로 파악되었다. 불균일한 가스온도 분포에 대한 해석결과는 접선연소식 미분탄 보일러에서 자주 발생하는 튜브 파손을 방지하는데 있어 유용한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Mission Orbit Design of CubeSat Impactor Measuring Lunar Local Magnetic Field

  • Lee, Jeong-Ah;Park, Sang-Young;Kim, Youngkwang;Bae, Jonghee;Lee, Donghun;Ju, Gwanghyeok
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제34권2호
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    • pp.127-138
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    • 2017
  • The current study designs the mission orbit of the lunar CubeSat spacecraft to measure the lunar local magnetic anomaly. To perform this mission, the CubeSat will impact the lunar surface over the Reiner Gamma swirl on the Moon. Orbit analyses are conducted comprising ${\Delta}V$ and error propagation analysis for the CubeSat mission orbit. First, three possible orbit scenarios are presented in terms of the CubeSat's impacting trajectories. For each scenario, it is important to achieve mission objectives with a minimum ${\Delta}V$ since the CubeSat is limited in size and cost. Therefore, the ${\Delta}V$ needed for the CubeSat to maneuver from the initial orbit toward the impacting trajectory is analyzed for each orbit scenario. In addition, error propagation analysis is performed for each scenario to evaluate how initial errors, such as position error, velocity error, and maneuver error, that occur when the CubeSat is separated from the lunar orbiter, eventually affect the final impact position. As a result, the current study adopts a CubeSat release from the circular orbit at 100 km altitude and an impact slope of $15^{\circ}$, among the possible impacting scenarios. For this scenario, the required ${\Delta}V$ is calculated as the result of the ${\Delta}V$ analysis. It can be used to practically make an estimate of this specific mission's fuel budget. In addition, the current study suggests error constraints for ${\Delta}V$ for the mission.

휴반용 분무기의 Nozzle에 관한 연구(I) (A Study on the Wide Reach Nozzle of Sprayer(I))

  • 원장우
    • 한국농공학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.2980-3001
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    • 1973
  • Nozzle is a part of sprayer and is consists of several elements; swirl plate, vortexchamber, cap and body. The travelling distance of sprayed particles is important in the wide reach nozzle. The factors to influence the travelling distance of the sprayed particles may be the helical angle of swirl plate, the distance of vortex hamber, the slope and the size of cap hole. The study was conducted to examine the effects of these factors on the travelling distance. The results of this study are summarized as follows; 1) There was higher positive correlation(+0.96) between the maximum travelling distance for which amount of sprayed particles was 5cc/cm min. and centro-position of the travelling distance. 2) There was a higher positive correlation(+0.85) between total discharge of sprayed particles and the centro-position of the travelling distance. 3) Main effects and interaction effects of helical angle, pressure, vortex chamber distance and cap slope were significantly affected the travelling distance of sprayed particles. 4) Main effects of helical angle, pressure and cap slope were especially highly significant to influence the travelling disance. 5) Helical angle, pressure, vortex chamber distance and cap slope influenced spraying forward velocity of dise hole, among which cap slope and pressure of nozzle was the most important factors. 6) Effect of change of helical angle on the travelling distance of sprayed particles, was generally a quadratic, the least value of the distance being showed about $45^{\circ}$ and the largest at about $15^{\circ}\;and\;55^{\circ}$, the decreasing rate of the change between $15^{\circ};and\;25^{\circ}$ was very small. 7) Effect of change of pressure on the travelling distance sprayed particles was generally a linear, the increasing rate of the charge was about 1.68, which was the most effective compared to the change of the other factors. 8) Effect of change of vortex chamber distance on the spraying distance was also generally a linear, the increasing rate being about 0.16, which was the least effective. 9) Effect of change of cap slope on the travelling distance was also generally a linear, the increasing rate was about 0.61 and its effect was about medium.

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스월제트에 관한 헬리컬 불안정파 자극 (Helical Instability Wave Excitation of Swirling Jets)

  • 이원중
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.48-53
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 기계적인 전단층 자극방법을 이용 스월제트 혼합향상의 가능성을 고찰함에 있다. 이를 위해 기계적 자극장치가 설계, 제작되었다. 주요 구성품으로는 두개의 아음속 노즐, 스월 발생기, 그리고 유동 자극기 등이다. 실험은 다음과 같은 다양한 헬리컬 모드들에서 수행되었다; m=+0, m=$\pm$1, m=$\pm$2, m=$\pm$3, m=$\pm$4. 열선유속계를 이용한 plane 파동과 헬리컬 파동 자극에 따른 제트속도 측정이 이루어 졌다. 다양한 헬리컬 모드에서의 결과 값들이 기준 값(plane-wave)과 비교되었다. 획득된 결과는 3-D mesh plot 과 2-D contour plot으로 표현되었다. 이로써 새로 고안된 장치는 헬리컬 불안정파 자극에 대한 효과를 입증하였고 또한 결과적으로 스월제트의 혼합을 증진시켰다.

LIEE와 Mie 산란 방법을 이용한 직분식 가솔린 엔진의 스월 및 슬릿 인젝터의 분무 특성 (The Spray Characteristics of Swirl and Slit Injector to DISI Engine Using LIEF and Mie-scattering Method)

  • 이기형;황규민;이창희
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권3호
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    • pp.356-367
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    • 2005
  • The spray characteristics of DISI injector have a great role in gasoline engine efficiency and emission. Thus, many researchers have studied to investigate the spray characteristics of swirl and slit injectors that are used in a DISI engine. In this study, we tried to provide spray parameters, which affect on the spray characteristics such as injection pressure, ambient pressure and ambient temperature. In addition, we calculated $t_{b}\;and\;t_{c}$ to investigate the break up mechanism of test injectors and obtained $C_{v}$ to evaluate the spray characteristics. As the ambient pressure increases in case of slit injector, $C_{v}$ decreases. The laser-induced exciplex fluorescence (LIEF) technique, which is based on spectrally resolved two-color fluorescent emissions, has applied to measure the liquid and vapor phases for on evaporating spray simultaneously. The TMPD/naphthalene proposed by Melton is used as a dophant to detect exciplex signal. The temporal and spatial distribution of liquid and vapor phases during the mixture formation process was measured by this technique. In the LIEF technique, the vapor phase is detected by the monomer fluorescence while the liquid phase is tracked by the exciplex fluorescence. From this experiment, we found that the spray area of the vapor phase is increased with elapsed time after injection and the area of liquid is decreased when the ambient pressure is 0.1MPa. However, the area tends to increase until the end of injection when the ambient pressure is 1.0MPa.

200 N급 GCH4/LOx 소형로켓엔진의 형상설계와 성능시험평가 (Part I: 예비설계와 시험장치) (Configuration Design, Hot-firing Test and Performance Evaluation of 200 N-Class GCH4/LOx Small Rocket Engine (Part I: A Preliminary Design and Test Apparatus))

  • 김영진;김민철;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • 메탄/산소 이원추진제 소형로켓엔진의 성능평가를 위한 형상설계 및 시험평가시스템을 구축하였다. 인젝터는 추진제 미립화 성능이 우수하고, 연소불안정성이 적은 스월 동축형(swirl-coaxial) 방식을 채택하였다. 연소효율 비교를 위해 연소실의 종횡비는 1.5, 1.8, 2.1로 각각 설정하였다. 그리고 정밀추력측정장치의 측정 신뢰성을 높이기 위해 pre/post calibration을 실시하였다. 그 결과, 예비 지상연소시험에서 추력과 비추력은 89.2 N, 181.8 s로 78.4%의 효율을 가지고, 특성속도는 84.2%의 효율을 갖는 것이 확인되었다.

2개의 블레이드로 구성된 회전익 끝와류들의 간섭 특성 (Experimental Study on the Evolution of Tip Vortex Structures Generated by a Two-Bladed Rotor)

  • 손용준;박병호;한용운
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권7호
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    • pp.709-715
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    • 2011
  • 대칭익형 단면에 미세한 피치각의 차이를 가지는 두 개의 로터 블레이드의 끝에서 발생하는 와류들의 상호 간섭을 관측하기 위하여 2차원 LDV를 활용하여 끝와류의 회전속도 성분과 축방향속도 성분들을 후류시기에 따라서 측정하였다. 선행 블레이드는 끝와류 축방향 성분이 정규분포를 나타내는 상사성을 위배한 반면, 후행 블레이드는 회전속도 성분이 복합와류를 나타내는 Vatistas' n=2 모형의 상사성을 위배하는 것으로 관찰되었다. 또한, 후류시기 200~240도 근방에서 두 끝와류의 궤적이 근접되어 상호 간섭을 나타내는 것으로 밝혀졌으며 이 시기 동안 후행블레이드의 와류이완 현상이 발생하는 것으로 확인이 되었다. 이러한 후류 간섭은 관절형 허브를 가지는 로터에서도 발생될 것으로 예측된다.

1992년 5월 속초 근해 와동류의 구조 (Structure of a Warm Eddy off Sogcho in May 1992)

  • LEE Jae Chul;MIN Dug Hong;YU Hong Sun;LEE Hyong Sun;YANG Han Soeb
    • 한국수산과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.354-363
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    • 1995
  • 1992년 1월부터 6월까지의 인공위성 적외선 영상자료를 이용하여 속초 근해에 형성된 와동류의 시간적 변화에 대하여 연구하였고 동년 5월에 그 구조를 관측하였다 와동류의 형성에는 두 가지 종류의 과정이 있는 것으로 나타났는데, 첫 번째로 1월의 영상자료에 의하면 난류의 대량 공급으로 인하여 약 200km 크기의 와동류가 형성되었다. 그 이후에 약간의 변형과 냉각과정을 거쳐서 3월에는 난류의 좁은 필라멘트가 북쪽으로 침투하면서 어느 정도 냉각된 기존의 와동류를 포위함으로써 4-5월에는 반지모양의 와동류로 발달하는 두 번째의 형성과정이었다. 와동류의 내부에는 수온 $10.0-10.4^{\circ}C$의 균질 중층수가 최대 170m의 두께로 존재하였다. 속초 근처 동한난류의 축에서의 유속 약 80cm/sec를 제외하면 나머지 부분의 와동류 내부에는 대체로 30-50cm/sec의 유속분포를 보였고 주수온약층 밑으로는 유속이 급격히 감소하였다.

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