• 제목/요약/키워드: Taylor cone

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희박연료 직접분사(Lean Direct Injection) 가스터빈 연소기의 이상유동 분석 (The Analysis of Two-phase Flow in a Lean Direct Injection Gas-turbine Combustor)

  • 이교빈;김종찬;성홍계
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권3호
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    • pp.204-211
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    • 2019
  • 희박연료 직접분사(Lean Direct injection(LDI)) 가스터빈 연소기에 대한 이상유동 특성을 해석하였다. LDI 연소기에 적용된 환형분사기(hollow-cone spray injector)의 분열을 모사하기 위해 분열모델(Linearized Instability Sheet Atomization(LISA), Aerodynamically Progressed Taylor Analysis Breakup(APTAB)을 적용하였다. 침투깊이와 평균입도(Sauter Mean Diameter(SMD))를 통해 분열모델을 검증하였으며, LDI 연소기에 적용하여 이상유동특성을 분석하였다. 스월인젝터로 인해 Precessing Vortex Core(PVC)가 발생하였으며, 액적들이 PVC를 따라 미립화되는 것을 확인하였다. SMD 결과를 통해 PVC가 회전하는 영역의 외곽으로 즉, 빠른 속도 영역에 액적들이 분포하며, 스톡스수(Stokes number)는 1보다 작다.

벽면 형상에 따른 중공 원추형 분무의 벽 충돌 과정 모델링 (Modeling of Wall Impingement Process of Hollow-Cone Fuel Spray according to Wall Geometry)

  • 심영삼;최경민;김덕줄
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.3467-3472
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    • 2007
  • The effects of the wall geometry on the spray-wall impingement process of a hollow-cone fuel spray emerging from a high-pressure swirl injector of the Gasoline Direct Injection (GDI) engine were investigated by means of a numerical method. The ized Instability Sheet Atomization (LISA) & Aerodynamically Progressed Taylor Analogy Breakup (APTAB) model for spray atomization process and the Gosman model were applied to model the atomization and wall impingement process of the spray. The calculation results of spray characteristics, such as a spray development process and a radial distance after wall impingement, compared with the experimental ones by the Laser Induced Exciplex Fluorescence (LIEF) technique. It was found that the radial distance of the cavity angle of 90$^{circ]$ after wall impingement was the shortest and the ring shaped vortex was generated near the wall after spray-wall impingement process.

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고온 고압하에서의 DME 연료 분무 및 증발 특성 (Spray and Evaporation Characteristics of DME fuel at the High pressure and temperature)

  • 김형준;서현규;이창식
    • 한국분무공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.101-107
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    • 2007
  • The purpose of this study is to analyze spray and evaporation characteristics of DME fuel at the high pressure and temperature. For the numerical analysis of dimethyl ether(DME) fuel spray characteristics, hybrid breakup model was applied to the DME spray and its breakup process. In order to obtain experimental results for comparison with the predicted ones, the visualization of the spray evolution process was executed by using a Nd:YAG laser. Also, the numerical investigation was conducted by the two hybrid models for primary and secondary breakup of the DME spray. The primary breakup model was used the Kelvin-Helmholtz(KH) breakup model. In the secondary breakup process, Rayleigh-Taylor(RT) and Drop Deformation Breakup(DDB) model was applied. The results of this study provide the macroscopic characteristics of the spray such as spray tip penetration and cone angle, and prediction accuracy of the two hybrid model.

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준 1차원 모델을 적용한 이중연소 램제트 해석 (Analysis of Dual Combustion Ramjet Using Quasi 1D Model)

  • 최종호;박익수;길현용;황기영
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.81-88
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    • 2013
  • Taylor-Maccoll 유동관계식과 준 1차원 모델을 적용한 구성품 기반의 이중램제트 추진기관 모델 개발에 대해 기술하였다. 이중램제트 흡입구는 Taylor Maccoll 유동관계식을 적용하여 콘 각도 $25^{\circ}$ 형상을 갖는 흡입구에 대해 아음속 및 초음속 흡입구 모델을 구현하였으며 예 연소가스를 초음속 연소기로 전달하는 기능의 가스발생기는 Lumped 모델을 적용하여 모델을 구현하였고 요구되는 노즐목 크기에 대해 기술하였다. 초음속 연소기의 경우 준 1차원 모델을 적용하여 위치에 따른 마하수 변화, 온도변화 및 압력변화 등을 제시하였다. 또한 금번 모델을 이용하여 당량비 및 압력회복율을 고려한 연료량 조절모델에 따른 추력과 비추력을 계산하여 그 결과를 제시하였다.

냉각법 및 영상 처리기법을 이용한 서브마이크론 정전분무 액적의 크기분포 측정 (Measurement of Size Distributions of Submicron Electrosprays Using a Freezing Method and an Image Processing Technique)

  • 구본기;김상수;김유동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.100-106
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    • 2001
  • The size distributions of electrospray droplets from the Taylor cone in cone-jet mode are directly measured by using a freezing method and a transmission electron microscope (TEM) image processing technique. These results are compared with the data obtained by an aerodynamic size spectrometer (TSI Aerosizer DSP). The use of glycerol seeded with NaI and a freezing method make it possible to sample droplets with their original sizes preserved. Since pictures of droplets are taken with TEM with very low vapor pressure of the solution, evaporation is suppressed by freezing. For liquid flow rates below 1 nl/sec, the measured droplet diameters by the TEM image processing technique and the aerosizer are in the range of 0.25 to $0.32{\mu}m$ and 0.30 to $0.40{\mu}m$, respectively. Comparing the TEM data with the aerosizer measurements, it has been revealed that the TEM image processing technique can afford more accurate values of droplet size distributions in the submicron range of 0.1 to $0.4{\mu}m$.

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중공 원추형 연료 분무의 미립화 및 벽 충돌 과정에 대한 연구 (A Study on Atomization and Wall Impingement Process of Hollow-Cone Fuel Spray)

  • 심영삼;최경민;김덕줄
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.132-138
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    • 2006
  • Numerical analysis about atomization and wall impingement process of hollow-cone fuel spray is performed by a modified KIVA code with hybrid model. The atomization process is modeled by using hybrid breakup model that is composed of Linearized Instability Sheet Atomization(LISA) model and Aerodynamically Progressed Taylor Analogy Breakup(APTAB) model. The Gosman model, which is based on the droplet behaviors after impingement determined by experimental correlations, is used for spray-wall impingement process. The LIEF technique was used to compare the results with those of experiment. The calculations and experiments are carried out at the ambient pressures of 0.1 MPa and 0.5 MPa and the ambient temperature of 293K. It was found that the calculated results show satisfactory agreement with experimental ones.

벽면 캐비티 각에 따른 GDI 분무의 벽 충돌 과정에 대한 수치적 연구 (Numerical Study on Wall Impingement Process of GDI Spray According to Wall Cavity Angle)

  • 심영삼;김덕줄;최경민
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제31권12호
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    • pp.971-978
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    • 2007
  • A spray-wall impingement process of a hollow-cone fuel spray from the high-pressure swirl injector in the Gasoline Direct Injection (GDI) engine were experimented and calculated at various wall geometries. The Linearized Instability Sheet Atomization (LISA) & the Aerodynamically Progressed Taylor Analogy Breakup (APTAB) model and the Gosman model were applied to model the breakup and the wall impingement process of the hollow-cone fuel spray. The numerical modelings were implemented in the modified KIVA code. The calculation results of spray characteristics, such as a spray development process and a radial distance after wall impingement, compared with the experimental results by the Laser Induced Exciplex Fluorescence (LIEF) technique. The droplet size distribution and the ambient gas velocity field, which are generally difficult to obtain by the experimental methods, were also calculated and discussed. It was found that the radial distance after wall impingement and Sauter Mean Diameter (SMD) decreased with increasing a cavity angle.

전압력센서를 적용한 초고속 유동데이터 산출 알고리즘 (Supersonic Flow Air Data Acquisition Algorithm Using Total Pressure Sensors)

  • 최종호;이재윤;윤현걸;임진식
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.60-65
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    • 2011
  • 예비설계 단계에서 콘 형 초음속 흡입구를 갖는 구조물에 장착된 세 개의 전압력센서와 두개의 정압력센서로 구성된 압력획득 장치를 이용하여 초고속 유동 상태에서 유동 데이터를 산출하기 위한 알고리즘 개발에 대하여 기술하였다. 개발 알고리즘으로부터 마하수, 받음각 및 사이드슬립각을 미리 정의된 테이블 데이터 및 내삽법(interpolation)을 적용하여 손쉽게 구할 수 있었다. 이 경우 가능한 마하수는 1.6에서 4.0, 받음각 및 사이드슬립각은 $-10^{\circ}$에서 10도 범위이다. 예비설계 단계에서 개발 알고리즘에 적용된 데이터 테이블은 Taylor-Maccoll 관계식으로부터 획득한 자료로 구성되었다. 금번에 제시된 알고리즘은 다양한 초음속 항공기 및 항공기 시험에 필요한 초음속 유동데이터 획득에 유용하게 적용될 것으로 기대된다.

냉각법 및 영상 처리기법을 이용한 서브마이크론 정전분무 액적의 크기분포 측정 (Measurement of Size Distributions of Submicron Electrosprays Using a Freezing Method and an Image Processing Technique)

  • 구본기;김상수;김유동;이상용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권10호
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    • pp.1400-1407
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    • 2001
  • The size distributions of electrospray droplets from the Taylor cone in cone-jet mode are directly measured by using a freezing method and a transmission electron microscope (TEM) image processing technique. These results are compared with the data obtained by an aerodynamic size spectrometer (TSI Aerosizer DSP). The use of glycerol seeded with NaI and a freezing method make it possible to sample droplets with their original sizes preserved. Since pictures of droplets are taken with TEM with very low vapor pressure of the solution, evaporation is suppressed by freezing. For liquid flow rates below 1 nl/sec, the measured droplet diameters by the TEM image processing technique and the aerosizer are in the range of 0.25 to 0.32 m add 0.3B to 0.40m, respectively. Comparing the TEM data with the aerosizer measurements, it has been revealed that the TEM image processing technique can afford more accurate values of droplet size distributions in the submicron range of 0.1 to 0.4m.

수증 전도도 변화에 따른 수표면 방전의 특성 (Characteristics of Water Surface Discharge due to Water Conductivity)

  • 박승록;김진규;김형표
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.44-48
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    • 2004
  • 수표면을 전극으로 사용한 무성방전형 오존발생기를 제안하고 수중의 전도도 변화가 수표면 방전에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 수표면 방전에 중요한 영향을 줄 수 있는 요소로 방전공간내의 이온과 수중의 이온 및 극성분자등이 있다. 본 연구에서는 전도도를 변화시켜 수중에 존재하는 이온의 수를 조절함으로써 방전특성을 변화시키고자 하였다. 이를 위해 증류수내에 각각 다른양의 NaCl을 투입함으로써 전도도를 변화시켰고 이때의 전류-전압특성과 오존발생특성을 비교 조사하였다. 결과적으로 순수한 증류수를 사용한 경우보다 NaCl을 투입한 경우 안정된 방전을 발생시킬 수 있었고 투입하는 NaCl의 양을 늘여감에 따라 방전개시전압을 낮출 수 있었다.