• 한국가스학회지
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• 제8권2호
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• pp.42-47
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• 2004

변형률이 대향류 화염의 구조에 미치는 영향을 조사하기 위해, 무중력상태에서의 축대칭 메탄-공기 대향류화염의 시뮬레이션을 수행하였다. 질소와 메탄의 혼합물인 연료 중 메탄의 몰분율 Xm= 20, 50, $80\%$와 각 몰분율당 변형률 ag= 20, 60, 90 $s^{-1}$에 대한 화염형태와 온도 및 축방항 속도의 분포를 비교하였다. 온도와 축방항 속도 분포가 1차원 화염코드인 OPPDIF의 결과와 잘 일치하였다. 또 축대칭 시물레이션을 통해, 변형률이 증가하면 화염이 반경방향으로 늘어나 화염의 반경은 증가하고 두께가 감소함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.493-500
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• 2014

Damk$\ddot{o}$hler수가 클 때 복사열손실에 의한 소염근처에서 셀모양의 대향류확산화염의 특성에 대하여 수치해석적으로 연구하였다. Lewis 수를 0.5로 두고 일차원 정상상태의 화염의 해에 매우 작은 교란을 가하여 시간에 따른 화염전개를 계산하였다. 천이과정 초기에는 선형안정성 해석에서 예측된 결과와 매우 비슷하게 진행된다. 시간이 증가함에 따라 증가율이 가장 강한 파동수를 갖는 교란파가 성장하고, 완전히 발달되면 소염영역과 화염영역이 번갈아 나타나는 셀모양의 화염구조를 갖는다. 화염온도는 총엔탈피의 국소 이득 때문에 일차원 정상상태의 화염온도보다 높다. 셀모양의 확산화염은 Damk$\ddot{o}$hler 수가 증가함에 따라 셀의 모양이 원형으로 되며 일차원 정상상태 소염조건보다 큰 Damk$\ddot{o}$hler 수에서도 셀모양의 화염은 꺼지지 않고 살아남는다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.197-201
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• 2009

대향류확산화염에서 수축하는 화염디스크로부터 화염구멍으로 천이에 대한 실험 연구가 수행되었다. 이러한 연구는 버너직경, 전체신장율 그리고 속도비에 따라 묘사된다. 적절히 작은 버너 직경을 사용한 경우 고신장율 화염임에도 반경방향의 전도 열손실의 효과가 기여하는 것을 실험적으로 입증하였다. 그리고 화염소화 모드는 세 가지로 분류되며 특히, 충분히 큰 고신장율 화염의 표면에서 화염구멍 또는 줄무늬로 나타났다. 그리고 버너직경에 따라 화염소화모드를 구분 짓는 임계화염반경이 존재한다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1997년도 제15회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.89-102
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• 1997

대향류 확산 화염의 매연 생성 특성에 대한 실험적 연구가 수행되었으며, 그 결과 에틸렌 ($C_2H_4$)-프로판($C_3H_8$) 혼합 연료의 경우 매연 생성 상승 효과 (synergistic effect)가 관측되었다. 프로판과 에틸렌의 PAH 생성 양상이 상이하게 나타났으며, 소량의 프로판을 에틸렌 확산 화염에 첨가할 경우 순수 연료에 비하여 매연 및 PAH (다중 고리 방향족 탄화수소; polycyclic aromatic hydrocarbon) 생성이 증대되었다. 단조적으로 변화하는 아세틸렌($C_2H_2$) 농도와 단열 화염 온도를 고려할 때, 이러한 결과는 HACA (H-abstraction-$C_2H_2$-addition) 반응만으로는 확산 화염에서의 매연 발생 및 성장을 설명할 수 없음을 의미한다. 수치해석과 실험 결과의 비교로부터 초기 PAH의 생성 과정을 규명하였으며 이 과정에서 C3 화학종의 재결합 반웅이 매우 중요함을 확인할 수 있었다. 또한, 이러한 C3 화학종과 C2 화학종의 상호 보완적인 역할에 의하여 에틸렌-프로판 혼합 연료에서 매연 생성이 증대됨을 밝혔다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.849-855
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• 2012

대향류 버너에서 질소로 희석시킨 메탄 연료의 확산화염에 대하여 AC 전기장을 인가하여 전압크기 및 주파수 변화에 의한 영향을 실험적으로 조사하였다. 그 결과, 임계주파수를 초과하는 AC 주파수 영역에서 안정한 확산화염이 나타났으며, 인가된 AC 전압크기의 증가에 따라 그 임계주파수는 증가하다가 약 35Hz 로 일정한 값을 보였다. 반면에, 임계주파수 미만의 AC 주파수 영역에서, 그 확산화염은 인가된 AC 주파수에 동기되어 진동하였다. 화염지역 내에 양이온들은 로렌츠 힘에 의하여 가속되고, 그 양이온과 중성자 간의 분자단위의 충돌에 의한 운동량의 전달에 의해 전체적인 유동장의 변화가 발생하는데, 이러한 이온풍의 효과에 의하여 화염의 진동 현상이 나타날 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권1호
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• pp.55-60
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• 2012

매연과 다중고리 방향족 탄화수소의 생성에 대하여 n-헵탄의 혼합의 영향을 알아보기 위하여 순수에틸렌 대향류 확산화염에 n-헵탄을 소량 혼합하여 실험을 수행하였다. 매연체적분율과 PAH의 생성 계측에서는 레이저 유도 형광법 (laser-induced fluorescence; LIF)과 레이저 유도 백열법(laser-induced incandescence; LII)의 레이저 계측법을 이용하였다. 실험결과로 순수 에틸렌 화염에 소량의 n-헵탄을 혼합한 경우에는 매연과 다중고리 방향족 탄화수소가 상승하였다. 그러나 20% n-헵탄 혼합화염의 경우 LIF 신호가 감소하였다. 소량의 혼합화염의 경우, 다중고리 방향족 탄화수소와 매연의 상승은 n-헵탄 혼합에 의해 저온 영역에서의 메틸 라디칼의 증가로 의한다고 사료된다. 10% n-헵탄 혼합화염에 대한 화학반응 프로세스를 살펴본 결과 H 라디칼에 의한 반응율이 벤젠 생성에 결정적인 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.250-258
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• 1985

비균열 접선속도장에 기인한 화염스트레치 인자와 확산선호도가 예혼합화염의 전파속도에 미치는 영향을 연소가스와 예혼합기의 대향류 유동장을 모델로 하여 접합 전개 방법을 이용하여 일반 인 Lewis수 및 기체팽창을 고려하여 해석하였다. 이 결과 스트레치가 작은 경우에는 확산선호 도에 따라 화염특성이 급격히 변화하는데 이는 곡률을 가진 자유전파화염의 특성과 동일하며 스트레치가 큰 경우에는 확산선호도에 관계없이 화염전파속도는 감소하는 특성을 보여주었다. 또한, 화염스트레치의 실험적 측정 및 이론적 해석에 있어서의 정의 및 화염스트레치의 영향에 관한 현상적 설명에 대하여 재검토하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1690-1696
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• 2003

A two-dimensional direct numerical simulation is performed to investigate the flame structure of $CH_4/N_2$-Air counterflow nonpremixed flame interacting with a single vortex. The detailed transport properties and a modified 16-step augmented reduced mechanism based on Miller and Bowman's detailed chemistry are adopted in this calculation. The results show that an initially flat stagnation plane, where an axial velocity is zero, is deformed into a complex-shaped plane, and an initial stagnation point is moved far away from vortex head when the counterflow field is perturbed by the vortex. It is noted that the movement of stagnation point can alter the mechanism of reactants (fuel and oxidizer) fluxes into the flame surface, and then can alter the flame structure.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1493-1498
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• 2004

WSGGM with gray gas regrouping is successfully applied to study the flame structure of counter flow flames including effect of radiative transfer. The statistical narrow band model is used to obtain the benchmark solutions. Results obtained by using the optically thin model are shown to overestimate the emission and to predict the flame structures inadequately especially for optically thick and low stretch rate flames. Computed results by using the WSGGM with 10 gray gases and SNB model show reasonable agreements with each other, and the required calculation time for the WSGGM is acceptable for engineering applications.

• 한국안전학회지
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• 제17권2호
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• pp.112-117
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• 2002

메탄-공기의 비예혼합 대향류 확산화염 차폐가스가 화염구조에 미치는 영향을 수치적으로 조사하였다. 20 $s^{-1}$의 저변형율, 메탄가스 19%와 질소 79%의 혼합가스 연료와 공기의 확산화염을 대상으로 하였다. 질소차폐가스의 속도의 차폐가스의 유무에 따른 화염의 형태와 중심선상의 온도 및 축방향 속도의 분포를 비교하였다. 정상중력에서 $V_{S}/V_{F}{\leq}2$일 때 차폐가스의 유동이 화염구조에 미치는 영향은 무시할 수 있었다. 정상중력에서 차폐가스가 없는 경우의 화염형태와 그 위치는 차폐가스가 있는 경우와 다르지만, 무중력에서는 중심선상에서 차폐가스의 영향이 거의 없었다.