• 제목/요약/키워드: Turbulent flame

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Eulerian 및 Lagrangian CMC 모델을 사용한 디젤분무연소 모델링에 관한 연구 (A Study on Diesel Spray Combustion Modeling by Eulerian and Lagrangian Conditional Moment Closure Models)

  • 김우태;조현수;허강열
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.195-198
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    • 2012
  • Numerical simulation is performed to evaluate the conditional moment closure (CMC) models for spray development, ignition, and turbulent combustion for the Engine Combustion Network (ECN) test cases. The CMC model is implemented in the open source code, OpenFOAM, to provide conditional flame structures through the solution of Eulerian as well as Lagrangian conditional transport equations. In spite of more accurate treatment of the convective term, Eulerian CMC provides similar ignition delays and lift-off lengths with Lagrangian CMC.

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질소희석과 압력이 석탄가스 비예혼합 화염구조와 소염 스칼라 소산율에 미치는 영향 해석 (Effects of Fuel-Side dilution and Pressure on Structure and Extinction Scalar Dissipation Rate of Syngas Nonpremixed Flames)

  • 박상운;신영준;김용모
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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    • pp.61-62
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    • 2012
  • The present study has numerically investigated the effects of fuel-side dilution and pressure on flame structure and extinction scalar dissipation rate of turbulent syngas nonpremixedd flames. Numerical results indicate that for highly diluted case, peak temperature is decreased and stoichiometric mixture fraction is increased. By decreasing the pressure and the nitrgen dilution levelcreased, the extinction scalar dissipation rate is increased.

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레이저 진단기법을 이용한 연소 가시화 기술 (Visualization of Combustion by Using Laser Diagnostic Techniques)

  • 정석호;원상희
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.52-56
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    • 2004
  • Several visualization techniques of laser diagnostics are presented for combustion phenomena, including Mie scattering for flow, Rayleigh and Raman scattering spectroscopy for major species, laser-induced fluorescence for minor species, and laser-induced incandescence for soot. These techniques have been applied to understand the various combustion phenomena more clearly, including buoyancy-dominant flow system, diffusion flam oscillation, laminar and turbulent lifted flames, flame propagation along a vortex ring, and soot zone characteristics. The usefulness of laser diagnostics on a better understanding of physical mechanism is demonstrated.

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마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기 개발 (Part II: 비반응 유동에 관한 수치해석) (Development of Hybrid/Dual Swirl Jet Combustor for a MGT (Part II: Numerical Study on Isothermal Flow))

  • 문선여;황철홍;이기만
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.70-79
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    • 2013
  • 마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 비반응 유동 및 혼합특성에 관한 수치해석 연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향이 주요 변수로 검토되었다. 결과로서, pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향의 변화는 버너 출구 근처의 난류 유동장, 특히 중앙 재순환영역 및 난류강도의 큰 변화를 초래하며, 화염안정성 및 배기성능의 큰 변화를 동반하게 된다. 실험결과와의 비교를 통해, 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 개발을 위하여 화염안정성 및 배기의 측면에서 pilot 버너의 최적 위치, 선회각$45^{\circ}$ 그리고 정방향 선회유동 조건들이 선택되었다.

과열에 의해 발화된 동물성 식품의 화염 및 탄화 패턴에 관한 연구 (Flame and Carbonization Patterns of Animal-Origin Foods Ignited by Overheating)

  • 이정훈;최충석
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제33권6호
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    • pp.126-131
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    • 2019
  • 과열방지장치가 없는 가스레인지를 이용하여 동물성 식품의 실물 화재 실험을 실시하였다. 동물성 식품의 연소 초기에는 흰색의 연기와 수증기가 다량 발생했으나 물기가 없어지고 동물성 식품의 탄화가 시작되면 검정색 연기가 발생하였다. 가스레인지의 과열 시간이 5,400 s가 경과되어도 고등어, 명태 및 닭고기 등은 착화되지 못했다. 그러나 돼지고기는 2,643 s, 쇠고기는 2,819 s, 참치는 6,492 s에서 발화되는 것을 확인하였다. 동물성 식품의 화염 패턴은 층류와 난류가 혼합된 형태이며, 달무리 패턴(Halo Pattern)이 발생하는 것을 알 수 있었다. 주방 후드가 작동할 때의 화염은 모래시계 패턴을 형성하였고, 주방 후드가 작동하지 않을 때는 삼각형 패턴을 나타냈다. 냄비에 담긴 참치가 과열되면 6,492 s에 자연발화 되었고, 주방 후드의 표면 온도는 464.5 ℃로 급격히 상승하였다. 그리고 냄비 상부의 바깥 표면으로부터 6 cm 이격된 냄비 후면의 온도는 6,660 s에 복사열로 인해 869 ℃로 측정되었다. 화염에 의해 소손된 주방 벽면에는 모래시계 패턴이 형성되었으며, 주방 후드가 작동하지 않거나 천장 높이보다 화염이 작게 성장할 때는 삼각형 패턴을 나타내는 것이 확인되었다.

모형 가스터빈 연소기에서 화염구조와 연소불안정 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Flame Structure and Combustion Instability Characteristics in Model Gas Turbine Combustor)

  • 박성순;김민기;윤지수;윤영빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.26-34
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    • 2011
  • 스월러를 가진 천연가스 연료분사기가 장착된 희박 예혼합 연소기에서 화염구조의 일부분인 재순환 영역의 형성이 연소불안정에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 연구를 진행하였다. PIV 계측기법으로 연소장에서의 화염의 안정화 그리고 불안정한 영역에서 유동장을 확인해본 결과 스월러에 의한 재순환 영역은 화염의 안정화 및 난류의 강도뿐만 아니라 재순환영역 형성의 크기에 따른 화염 재점화에도 영향을 미쳐 연소불안정 발생의 원인이 되는 열방출 섭동과 매우 밀접한 관계가 있음을 확인하였다.

모형 가스터빈 연소기에서 화염구조와 연소불안정 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on Flame Structure and Combustion Instability Characteristics in Model Gas Turbine Combustor)

  • 박성순;김민기;윤지수;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.445-452
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    • 2011
  • 스월러를 가진 천연가스 연료분사기가 장착된 희박 예혼합 연소기에서 화염구조의 일부분인 재순환 영역의 형성이 연소불안정에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 연구를 진행하였다. PIV 계측기법으로 연소장에서의 화염의 안정화 그리고 불안정한 영역에서 유동장을 확인해본 결과 스월러에 의한 재순환영역은 화염의 안정화 및 난류의 강도뿐만 아니라 재순환영혁 형성의 크기에 따른 화염 재점화에도 영향을 미쳐 연소불안정 발생의 원인이 되는 열방출 섭동과 매우 밀접한 관계가 있음을 확인하였다.

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스월이 있는 3차원 모델 연소기 내의 연소특성 (Prediction of Combustion Characteristics in a 3D Model Combustor with Swirling Flow)

  • 김만영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권1호
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    • pp.95-104
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    • 2003
  • The objective of this work is to investigate the turbulent reacting flow in a three dimensional combustor with emphasis on thermal NO emission through a numerical simulation. Flow field is analyzed using the SIMPLE method which is known as stable as well as accurate in the combustion modeling, and the finite volume method is adopted in solving the radiative transfer equation. In this work, the thermal characteristics and NO emission in a three dimensional combustor by changing parameters such as equivalence ratio and inlet swirl angle have investigated. As the equivalence ratio increases, which means that more fuel is supplied due to a larger inlet fuel velocity, the flame temperature increases and the location of maximum temperature and thermal NO has moved towards downstream. In the mean while, the existence of inlet swirl velocity makes the fuel and combustion air more completely mixed and burnt in short distance. Therefore, the locations of the maximum reaction rate, temperature and thermal NO were shifted to forward direction compared with the case of no swirl.

재순환영역을 가지는 연소기내의 연소유동해석 (Analysis of Flows in the Combustor with Recirculating Flow Regime)

  • 신동신;허남건
    • 한국추진공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.22-31
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    • 1997
  • 비직교 일반좌표계를 사용하는 범용 연소유동해석 프로그램을 개발하여 재순환영역을 가지는 연소유동 등을 해석하였다. 본 프로그램은 유한체적법에 근간을 둔 비엇갈림격자계를 사용하며 직교좌표 속도성분을 종속변수로 하였다. 연소모델은 무한반응속도의 1단계 비가역 반응을 고려하였으며, 밀도가중평균된 지배방정식을 고려하였다. Conserved Scalar의 확률밀도함수를 clipped gauss 분포로 가정하였다 본 프로그램을 사용하여 재순환영역을 가지는 난류확산화염을 계산하였다. 계산결과는 실험결과와 마찬가지로 두개의 재순환영역을 보였으며, 속도, 난류운동에너지, 온도 및 농도 등이 실험결과와 양호하게 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

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고체 추진제 로켓엔진의 정상 및 비정상 연소특성 해석 (Analysis for Steady-State and Transient Combustion Characteristic of Solid Propellant Rocket Engine)

  • 김후중;김용모;윤명원
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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    • pp.233-239
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    • 2003
  • 본 연구는 고체 추진제 로켓 엔진의 연소과정을 수치적으로 해석하였다. 고체 추진제로는 double-base propellant를 이용하였으며 고체상에서는 2개의 포괄적인 반응식을 기체상에서는 5개의 포괄적인 반응식을 이용하였고 난류와 화학반응의 상호작용 PaSR(Partially Stirred Reactor)모델을 사용하였다. 고체 연료 벽면에서의 분출 효과로 야기되는 대류열전달의 불확실성을 줄이기 위하여 낮은 레이놀즈 수 k-$\varepsilon$난류모델을 적용하였다. 계산된 수치결과를 토대로 고체 추진제 로켓 엔진의 난류연소 과정 및 온도장과 압력장의 비정상 특성에 대하여 상세히 기술하였다.

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