• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.83-85
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• 2012

Experimental study in coflow jet flames has been conducted to investigate the effects of adding $N_2$, $CO_2$ and He to coflowing air-side in self-excitations. Differences in the behaviors between buoyancy-driven and diffusive-thermal self-excitations with similar frequency range are explored and discussed in laminar coflow jet flames.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.185-187
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• 2012

The characteristics of stratified co-flow flames have been investigated from the flame chemiluminescence images. The fuel lean premixed flame could be stabilized with a fuel rich premixed flames that is generated with the supply of fuel through the inner nozzle. The penetration of outer region lean premixture into the fuel stream produced a lifted rich premixed flame at the center. Chemiluminescence images of OH, CH, and $C_2$ radicals indicated that the way of stratification of fuel/air mixture under various operating conditions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.639-646
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• 2012

가열된 동축류 공기에서 일산화탄소/수소의 층류 제트에 대한 자발화된 부상화염의 특성을 조사하였다. 그 결과로 자발화가 발생하지 않는 영역에서는 제트속도의 증가에 따라 노즐부착화염에서 안정화된 층류 부상화염을 거치지 않고 바로 화염날림이 발생하였다. 자발화 영역에서, 질소 희석된 일산화탄소의 자발화된 부상화염은 산화제 내의 함유된 수분에 따른 점화지연시간의 변동으로 그 부상높이가 크게 영향을 받았다. 그리고 수소에 의한 저온 자발화 영역에서 자발화된 부상화염은 제트속도의 증가에 따라 부상높이가 감소하다가 증가하는 독특한 현상이 발생하였다. 점화지연시간에 의한 자발화된 층류 부상화염의 안정화 메커니즘을 기반으로, 그 부상높이의 거동은 점화 과정에서 발생하는 열손실의 영향뿐만 아니라 연료제트의 운동량과 질량의 선호 확산에 의하여 영향을 받을 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.64-69
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• 2013

본 연구에서는 엔진 나셀 화재를 모사하고 이전의 실험결과를 보충하기위해 이차원 둔각물체 주위의 반응유동장에 대하여 수치해석을 수행하였다. Direct numerical simulation (DNS) 기반의 fire dynamic simulator (FDS)를 이용하여 반응유동장의 특성을 조사하였고, 실험결과와의 비교를 통해 화학반응식을 결정하였다. 산화제는 공기를 사용하였고, 연료는 메탄을 사용하였다. 동축류와 대향류 분사 모두의 경우에 화염의 안정성이나 모양은 둔각물체 주위의 와 강도와 크기에 크게 영향을 받았다. 동축류 분사의 경우 계산에 통한 화염소화한계를 결정하였는데 연료유속이 커질수록 공기의 유속 또한 커지는 경향이 있었고, 그 속도들 또한 기존의 실험결과와 잘 일치함을 볼 수 있었다. 유동장 특성에 대한 화학반응의 효과를 고찰하기 위해 반응이 없는 경우를 계산하여 비교하였다. 모든 경우에 비반응 유동장에 비해 반응 유동장의 후류와는 크기도 감소하고 세기도 감소함을 볼 수 있었는데 이는 반응에 의한 후류의 온도증가가 유체의 밀도 및 모멘텀을 감소시켰기 때문으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권9호
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• pp.1151-1162
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• 1999

The effects of radial heat and $H_2O$ diffusion on the evolution of silica particles in coflow diffusion flames have been studied experimentally. The evolution of silica aggregate particles in coflow diffusion flames has been measured experimentally using light scattering and thermophoretic sampling techniques. The measurements of scattering cross section from $90^{\circ}$ light scattering have been utilized to calculate the aggregate number density and volume fraction using with combination of measuring the particle size and morphology through the localized sampling and a TEM image analysis. Aggregate or particle number densities and volume fractions were calculated using Rayleigh-Debye-Gans and Mie theory for fractal aggregates and spherical particles, respectively. Flame temperatures and volumetric differential scattering cross sections have been measured for different flame conditions such as inert gas species, $H_2$ flow rates, and burner injection configurations to examine the relation between the formation of particles and radial $H_2O$ diffusion. The comparisons of oxidation and flame hydrolysis have also been made for various $H_2$ flow rates using $N_2$ or $O_2$ as a carrier gas. Results indicate that the role of oxidation becomes dominant as both carrier gas($O_2$) and $H_2$ flow rates increases since the radial heat diffusion precedes $H_2O$ diffusion in coflow flames used in this study. The effect of carrier gas flow rates on the evolution of silica particles have also been studied. When using $N_2$ as a carrier gas, the particle volume fraction has a maximum at a certain carrier gas flow rate and as the flow rate is further increased, the hydrolysis reaction Is delayed and the spherical particles finally evolves into fractal aggregates due to decreased flame temperature and residence time.

• 한국연소학회지
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• 제17권1호
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• pp.48-57
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• 2012

Laminar lifted propane coflow-jet flames diluted with nitrogen were experimentally investigated to determine heat-loss-related self-excitation regimes in the flame stability map and elucidate the individual flame characteristics. There exists a critical lift-off height over which flame-stabilizing effect becomes minor, thereby causing a normal heat-loss-induced self-excitation with O(0.01 Hz). Air-coflowing can suppress the normal heat-loss-induced self-excitation through increase of a Peclet number; meanwhile it can enhance the normal heat-lossinduced self-excitation through reducing fuel concentration gradient and thereby decreasing the reaction rate of trailing diffusion flame. Below the critical lift-off height. the effect of flame stabilization is superior, leading to a coflow-modulated heat-loss-induced self-excitation with O(0.001 Hz). Over the critical lift-off height, the effect of reducing fuel concentration gradient is pronounced, so that the normal heat-loss-induced self-excitation is restored. A newly found prompt self-excitation, observed prior to a heat-loss-induced flame blowout, is discussed. Heat-loss-related self-excitations, obtained laminar lifted propane coflow-jet flames diluted with nitrogen, were characterized by the functional dependency of Strouhal number on related parameters. The critical lift-off height was also reasonably characterized by Peclet number and fuel mole fraction.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.416-423
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• 2011

본 연구는 주유동의 흐름과 동일한 방향으로 2차 유동을 분사하여 주유동의 방향을 제어하는, 동축류 유체역학적 추력방향제어기법에 관한 연구이다. 이는 유체역학 특징인 코안다 효과를 이용하는 기술이다. 주유동의 전압력은 설계노즐의 과팽창 조건인 300~790 kPa 이며 이차유동의 제어유동압력( 120~200 kPa )에 따른 제트편향각, 세부유동특성, 제어노즐 후방에서의 충격파에 따른 추력편향특성에 대하여 수치적, 실험적 연구를 수행하였다. 이를 바탕으로 초음속 제트유동의 방향을 변화시킬 수 있는 제어유동의 작동한계(0.15 < PR < 0.4)를 도출하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.22-27
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• 2018

등유-산소 동축류 확산화염 버너에서 연료의 유량, 버너 외축에 공급되는 산화제의 온도, 불활성가스로 희석된 산화제의 특성이 화염 길이 변화 특성에 미치는 영향을 고찰해 보았다. 각 실험 조건에서 생성된 동축류 확산 화염은 쉴리렌 카메라를 이용하여 촬영한 뒤 디지털 이미징 프로세싱 기법을 적용하여 그 길이를 측정하였다. 실험결과를 통해 측정된 화염길이는 등유 연료의 유량과 산화제의 온도에 비례하여 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러, 산화제에 첨가되는 불활성가스의 희석량이 증가할수록 화염 길이는 증가하는 하였고, 특히 동일한 산소 농도에서 질소가스로 희석된 경우가 헬륨가스로 희석된 경우에 비해 화염길이가 큰 폭으로 증가하였다. 이는 유체의 점성 저항에 영향을 미치는 불활성가스의 희석이 화염 길이 변화에 영향을 미치는 주요 메카니즘이기 때문으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.394-401
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• 1995

본 연구는 중심부에 액체, 외주부에 산화제가 흐르는 기액 동축분류의 유동장에 대한 것이다. 기액 동축 분사기는 연료의 분사량이 적은 소형 연소시스템을 고려하여, 실험은 연공비(W1/Wa)가 0.6 이하를 대상으로, 물과 공기를 사용하여 분사조건에 따른 분무특성과 기액 2상 분무류의 기본구조를 조사하여 액적의 확산, 기액혼합특성에 대하여 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 반경방향 기상속도분포 및 액적유속분포는 분구직경 및 분사조건에 관계없이 정규분포에 가까운 형태를 취하고 있으며, 각각 식 (2) 및 (3)으로 나타낼 수 있다. 기상속도는 반치폭은 축방향에 따라 일정한 구배 (≒4.6)로서 증가하며, 기상만의 단상분류의 구배(≒6)에 비해서 완만하다. 액적유속 반치폭은 축방향에 따라 더욱 완만한 구배(≒3.1)로서 증가한다. 무차원 액적유속분포는 축방향에 따라 일정한 구배(n≒1.5)로서 감소한다. 액적의 확산은 상대적으로 기액유량비가 클수록 효과적으라고는 말할 수 없고, 최대 확산을 이루는 최적의 기액유량비가 존재한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.511-518
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• 1986

본 연구에서는 난류모델로는 기존의 K-.epsilon.모델과 LPS방법으로 수정된 K-.epsilon. 모 델을, 수치적 Scheme으로는 Hybrid Difference Scheme과 Skew-upwind Difference Sc- heme을 사용하여 그 결과를 각각 비교하였다.