• 한국연소학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.17-23
• /
• 2012

In this study, thermoacoustic analysis model was developed in order to predict both eigenfrequencies and initial growth rate of combustion instabilities for lean premixed gas turbine combustors. As a first step, a model combustor and nozzle were selected and analytical linear equations for thermoacoustic waves were derived for a given combustion system. Then, methods showing how the equations can be used for analysis of the combustion instability were suggested. It was found that the prediction results showed a good agreement with the measurements. However, there were some limitation in growth rate predictions, which were related with over-simplification of flame structure, acoustic boundary conditions, and temperature distribution in the combustor.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제33권4호
• /
• pp.8-14
• /
• 2013

The conversion of solar energy into acoustic waves is experimentally studied. Measurements were made on the Sound Pressure Level(SPL), onset time and the temperature gradient across the stack, with the Cell Per Square Inch(CPSI) of stack changed. A pyrex resonance tube is used with a honey-comb structure ceramic stack along with Ni-Cr and Cu wires. An AL1 acoustical analyzer was used to measure the SPL and frequency of acoustic waves whereas K-type thermocouples were hired to estimate temperature gradients. As a result, when the supply electric power was 25W, maximum SPLs of 104.1 dB, 109.4 dB and 112.8 dB were detected for the stacks of 200, 300 and 400 CPSI and their respective stack positions of 70mm, 60mm and 50mm from the closed end.

• 한국추진공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.32-40
• /
• 2012

가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 발생하는 연소 불안정의 고유 주파수 및 초기 성장률의 예측을 위하여 선형 열음향 해석 모델이 소개되었다. 모델 검증을 위하여 입출구 조건이 잘 정의되고, 상대적으로 이전 연구 결과에서 적용된 연소기에 비하여 구조가 간단한 모델 연소기가 선정되었다. 정의된 연소기에서 음향 해석을 위한 선형 관계식이 유도되었고, 이를 통하여 선형 안정성 해석 방안이 제시되었다. 해석 결과 연소 불안정의 특성에 대한 전체적인 변화 경향은 성공적으로 예측하였으나, 주파수의 절대값에 있어서는 실제 실험 결과보다 다소 작은 값을 예측하는 것으로 나타났다. 이러한 주파수의 예측 오차는 짧은 화염보다는 긴 화염에서 더욱 두드러지는 것으로 나타났다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.1-7
• /
• 2011

Sound waves and acoustic energy generated by two identical TA (ThermoAcoustic) lasers were analyzed and studied. One end of the ceramic stack was heated by a thin NiCr wire wound around that end. The other end of the stack was cooled by natural convection of atmospheric air. The wavelength of the sound waves generated by a single TA laser was four times the tube length and the amplitude of the waves increased with the heating rate. SPL (SoundPressure Level) meters and microphones were employed to measure and study the sound waves at different distances from the glass tube opening and at the focusing point of the TA laser pair for different laser position arrangements. The sound waves of the two TA lasers at the focusing point were found to be almost 180 degrees out of phase when the openings of the two lasers were very close to each other and the angle between the laser axes was small. When the two TA lasers were placed far apart, the sound wave amplitudes and the phase difference between the two laser outputs varied periodically with time. The frequencies of the sound waves changed when the openings of the two TA lasers were in close vicinity and the angle between the laser axes exceeded a certain value. In this case, the glass tube opening was no longer a pressure anti-node and the wavelength of the fundamental mode was not equal to four times the tube length.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.68-77
• /
• 2017

고주파 연소불안정은 비정상 화염의 열방출율 섭동과 연소실 내부에서 공진되는 음향파의 상호 결합으로 발생하는 열음향 문제로, 다양한 해석적 접근방법이 존재한다. 본 논문에서는 주파수 영역에서 선형음향 가정과 시간지연 이론을 이용한 3차원 FEM Helmholtz solver의 개발 사례를 소개하였으며, 가변길이 희박 예혼합 연소기의 자발 연소불안정 예측과 수동제어기구(배플, 음향공진기)의 설계분석 결과를 제시하였다. 또한 시간 영역에서 시간지연 이론을 이용한 압축성 유동 해석코드를 통해, 고진폭 압력섭동에 의해 야기되는 비선형 음향 특성과 한계사이클 현상을 분석하였다.

• 소음진동
• /
• 제8권5호
• /
• pp.914-921
• /
• 1998

Combusion instability due to thermoacoustic feedback in a ducted combustor usually excites severe noise and vibration, which could lead to result in the failure of the system or environmental dispute. In the present study, an active noise control(ANC) method with an adaptive algotithm is hired to suppress instability which has very discrete behavior in the frequency domain. Especially a feedback system is composed to evade hot environment of the combustor, and as a preliminary, the performance and stability of the controller is chekced by simulating the real situation with harmonic waves. Application to the real combustor showed serious reductions in sound pressure level by 20∼30 dB. It was also shown that the selected control system was very stable and effective.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제32권2호
• /
• pp.105-112
• /
• 2012

The conversion of solar energy into acoustic waves is experimentally studied. Measurements were made on the Sound Pressure Level (SPL), frequency, onset time and the temperature gradient across the stack. A pyrex resonance tube is used with a honey-comb structure ceramic stack along with Ni-Cr and Cu wires. An AL1 acoustical analyzer was used to measure the SPL and frequency of acoustic waves whereas K-type thermocouples were hired to estimate temperature gradients. For a resonance tube of 100 mm, no acoustic waves were generated with a power input of 25W. By increasing its length to 200 mm, however, maximum SPLs of 96.4 dB, 106.3 dB and 112.8 dB were detected for the tubes of 10mm,20mm and 30mm in IDs and their respective stack positions of 70mm, 60mm and 50mm from the closed end.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.516-521
• /
• 2012

The conversion of solar energy into acoustic waves is experimentally studied. Measurements were made on the Sound Pressure Level (SPL), frequency, onset time and the temperature gradient across the stack. A pyrex resonance tube is used with a honey-comb structure ceramic stack along with Ni-Cr and Cu wires. An AL1 acoustical analyzer was used to measure the SPL and frequency of acoustic waves whereas K-type thermocouples were hired to estimate temperature gradients. For a resonance tube of 100mm, no acoustic waves were generated with a power input of 25W. By increasing its length to 200mm, however, maximum SPLs of 96.4 dB, 106.3 dB and 112.8 dB were detected for the tubes of 10mm, 20mm and 30mm in IDs and their respective stack positions of 70mm, 60mm and 50mm from the closed end.

• 한국추진공학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.98-106
• /
• 2011

본 논문에서는 많은 가스터빈 산업체 및 연구기관에서 연소불안정 현상과 관련된 변수들을 예측하기 위해 가장 보편적으로 이루어지고 있는 열음향 해석 모델에 대한 기술 소개 및 최근의 연구 동향을 분석하였다. 선형 시스템 해석을 통하여 연소 불안정이 발생하는 고유 주파수 및 불안정 초기 성장률의 예측이 가능하다. 이를 위하여 정의된 시스템에서의 음향파와 열발생율 섭동간의 선형 관계식을 선형 음향 이론으로부터 유도할 수 있고, 이 관계식의 해를 구하기 위해서 가장 중요한 부분은 화염 전달 함수로부터 n-${\tau}$ 함수를 구하여 열발생율 섭동 결과에 대한 정보를 얻는 것이다. 현재까지의 연구 결과로부터 선형 특성 해석에는 상당한 진보가 이루어져 왔고, 실제 가스터빈 연소기에 적용하는 노력이 있었으나, 한계 진폭과 과도기 현상 예측을 위해서 요구되는 비선형 동적 특성 모델링 기술 개발은 현재 간단한 연소기와 버너의 적용에 머물러 있는 실정이다. 실제 복잡한 가스터빈과 같은 연소 시스템에 적용되기 위해서는 비선형 경계 조건을 고려한 시스템 동적 특성 연구와 화염의 비선형 거동을 더욱 정확히 설명할 수 있는 전달 함수에 대한 예측 기술이 선행되어야 한다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.49-56
• /
• 2017

본 연구에서는 환형 시스템에서 열음향 문제를 모델링하기 위하여 자체 3D 유한요소해석을 모델 개발을 통하여 음향장을 해석하였고, 다양한 음향 모드를 벤치마크 연소기의 실험 결과와 비교/검증하였다. 비교 결과, 본 해석에서 사용된 음향장 해석 코드는 환형 시스템에서 실험으로 계측된 다양한 음향모드들을 예측하는데 성공하였다. 또한 연소실의 횡방향 모드는 노즐의 음향 경계 조건의 영향을 크게 받게 되고, 노즐에서의 압력 분포 역시 연소실의 압력장과 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다.