• 제목/요약/키워드: Thermoacoustic

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1D 및 3D 열음향 연소불안정 모델링 (1D and 3D Thermoacoustic Combustion Instability Modeling)

  • 김진아;임재영;김지환;표영민;김대식
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.113-114
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    • 2015
  • In this study, 1D and 3D thermoacoustic analysis model were developed in order to predict fundamental characteristics of combustion instability in a gas turbine lean premixed combustor. The 1D network model can be used to analyze frequency and growth rate of combustor instability by simply dividing whole system into a couple of acoustic sub-elements, while the 3D Helmholtz solver model can predict directly acoustic modes as well as basic properties of combustion instability. Prediction results of both 1D and 3D models generally showed a good agreement with the measurements, even if there was a slight overestimation for instability range.

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KSR-III Rocket 종합 추진 시험 설비에서 발생한 열-음향학적 진동의 특성 (The characteristics of thermo-acoustic oscillation happened at PTA-II of KSR-III rocket)

  • S. Cho;S. Kang;Kim, Y.;I. Cho;S. Oh;Lee, D.
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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    • pp.364.2-364
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    • 2002
  • Thermoacoustic oscillation, which stems from phase correlation between unsteady heat release and acoustic fluctuation, can cause severe vibration and incite the excessive local heat transfer inside the rocket engine. It is very important to understand and prevent this phenomenon in the way of rocket engine development. In this study, the propulsion test facility of KSR-III, which is the first liquid propellant rocket developed by KARI, will be introduced. and the characteristics of thermoacoustic ocillation occurred at the facility will be examined.

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기류가 있는 관에서 가열에 의한 열음향력의 발생 (Thermoacoustic Power Generation by a Heater in a Tube with Air Current)

  • 권영필;이병호
    • 한국음향학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.9-15
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    • 1984
  • Thermoacoustic oscillation induced by a heater in a tube with air current is studied theoretically. Linearized perturbation equations are derived in dimensionless form under the assumption that the system is one dimensional. The equation to predict the acoustic power generation from a heating surface is derived and calculated by solving differential equations numerically. The effect of the mean velocity of the air current is illustrated. The energy conversion mechanism is shown by pressure-volume diagram like a heat engine.

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열음향 응용을 위한 1 kW급 UHF 대역 반도체 펄스 전력증폭기 (UHF-Band 1 kW Solid State Pulsed Power Amplifier for Thermoacoustic Imaging Application)

  • 이승민;박승표;최승범;이문규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.92-95
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    • 2016
  • 본 논문에서는 UHF 대역인 900 MHz에서 열음향 영상(thermoacoustic imaging, TAI) 응용을 위한 1 kW급 반도체 펄스 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 반도체 펄스 전력 증폭기는 단펄스(short pulse) 동작을 위하여 펄스 폭 $80{\mu}s$, 듀티사이클 1 %, 900 MHz의 캐리어 주파수 조건에서 설계되었다. 전체 전력 증폭기는 16개의 단일 전력 증폭기를 윌킨슨 전력 분배기를 통해 결합하여 제작되었고, 사용된 능동 소자는 Freescale사의 MRFE6P9220HR3 LDMOSFET이 사용되었다. 제작된 전력 증폭기는 입력 전력이 -16 dBm일 때 중심주파수에서 60.2 dBm의 출력 전력과 76.2 dB의 전력 이득, 그리고 25 %의 드레인 효율 특성을 나타내었다.

열분포를 고려한 열음향 모델의 개선 (Improved Thermoacoustic Model Considering Heat Release Distribution)

  • 김대식;김규태
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권6호
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    • pp.443-449
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    • 2014
  • 가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 발생하는 연소 불안정 현상을 예측하기 위하여 열음향 해석 기법이 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 이러한 모델들은 전체 연소기 시스템과 화염의 형상을 과도하게 단순화함으로써, 모델 정확도에 한계를 드러내왔다. 본 연구에서는 두 가지 측면에서 열음향 모델의 정확도를 개선하고자 하는 노력을 시도하였다. 우선 화염의 위치를 연소기 입구가 아닌 실제 계측 결과를 반영할 수 있도록 열음향 모델을 수정하였으며, 두 번째로는 열 발생 위치가 얇은 화염의 형태가 아닌, 실제 화염의 형상과 같이 열 분포 현상을 반영할 수 있도록 하였다. 모델 수정 결과 기존의 열음향 모델 대비, 불안정 현상의 성장률을 예측하는데 있어서 오차가 줄어드는 것으로 나타났다.

관형 연소기의 열-음향 진동에 의한 소음 특성 예측 (Prediction of Thermo-acoustic Oscillation Characteristics in a Ducted Combustor)

  • 김재헌;이정한;이수갑;정인석
    • 한국음향학회지
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    • 제18권7호
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    • pp.56-66
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    • 1999
  • 일반 내연기관이나 산업용로, 로켓 엔진 등의 기본적인 형상이라고 할 수 있는 관형 연소기에서 발생하는 연소 소음은 열-음향 되먹임 현상에 의해 야기되는 형태가 지배적이며. 심할 경우 시스템의 파괴를 야기할 수도 있는 중요한 문제이다. 본 연구에서는 열-음향 진동중에서도 열-기인 음향 진동으로 분류될 수 있는 현상에 초점을 맞추어 유동장, 음향장 및 연소 반응을 수치적으로 해석하여 여러 주어진 조건에 따른 정상적인 해석뿐만 아니라 음압 수준이나 기본 주파수 예측과 같은 정량적인 결과 도출을 효과적으로 수행할 수 있는 수치적 기법의 개발을 목적으로 하였다. 다양한 당량비를 가진 혼합기에 대해 수치 해석을 수행한 결과 실험 측정치의 경향과 잘 일치할 뿐만 아니라 정량적인 면에서도 상당히 정확한 예측을 할 수 있음을 확인하였다.

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열음향 냉동기의 설계 및 개발 : II. 설계 기법 및 실험 결과 (Design and Development of Thermoacoustic Refrigerator : II. Design Methodology and Experimental Results)

  • 박철민;이정권
    • 한국음향학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.53-60
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    • 1996
  • 본 연구에서는 열음향 냉동기에 적합한 공명기를 열 및 음향학 이론에 근거하여 설계하는 방법론을 제시하고, 실제 제작하여 열음향 효과를 살펴보았다. 특히, 저온부의 열손실을 줄이고, 모세관 스택의 위치 및 길이를 최적화 함으로써 스택양단에서 온도차이를 크게 만드는 것을 목표로 하여 설계하고 제작하였다. 실험 결과, 33W의 입력전력으로 스택 양단에서 열부하가 걸려있지 않은 상태에서 22.7$^{\circ}$ 만큼의 온도차이를 얻어 내었고, 최저 4.3$^{\circ}$C까지 저온부의 온도를 낮추었다.

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열음향 냉장시스템 (I) : 음향학적 해석 및 설계 (Thermoacoustic Refrigerating System, Part I : Acoustic Analysis and Design Procedure)

  • 하재규;안철용;성굉모
    • 한국음향학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.5-12
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    • 1995
  • 본 논문에서는 열음향 냉장시스템을 음향적으로 해석하고 주어진 조건을 만족시키는 열음향냉장시스템의 설계방법을 제시하였다. 열음향 냉장시스템은 음파의 에너지를 단열팽창, 수축의 원리를 이용하여 열에너지로 변환시키는 열음향변환기이다. 열음향 냉장시스템은 일반 가정용 스피커 유닛을 사용하는 구동부, 실제의 온도 구배가 생기게 되는 스택 부분, 그리고 정상파를 생성시키는 본체 부분인 공명기 등으로 구성된다. 음향학적인 해석을 통해 주어진 조건을 만족시키도록 전체 공명기의 크기를 결정하고 스택의 크기와 위치를 설정하여 이에 따라 실제의 시스템을 설계하였다. 끝으로 설계된 공명기의 기계적 임피던스를 모의실험을 통해 구하였다.

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