• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.439-444
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• 2011

Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. has been recently developing the gas turbine engine using the biogas as fuel. This paper describes the non-reacting and reacting flow analysis of the combustor which is one of the main components in gas turbine engine. Through CFD analysis, investigation has been performed to evaluate the primary factors for aerodynamic design and to predict combustor behaviors during operation with various fuel distribution ratios. The calculation results are compared with rig test data, which reveals that CFD predictions such as pressure loss, air distribution ratio, and recirculation flow are quite reliable. The trend of NO formation was similar with the test, except the low fuel distribution ratio.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.7 no.1
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• pp.73-80
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• 1993

본 연구에서는 장주형 해양구조물의 횡방향 진동에 대한 파라메트릭 가진 효과를 고찰하였다. 먼저, 장주형 해양구조물의 횡방향 운동에 대한 4계 편미방지배방정식을 비선형 Mathieu 방정식으로 유도하였다. 비선형 mathieu 방정식의 해를 구하여 장주형 해양구조물의 동적 반응 특성을 해석하였다. 유체 비선형 감쇠력은 불안정 조건하에 있는 파라메트릭 진동의 반응크기를 제한 하는데 중요한 역활을 한다. 파라메트릭 진동의 경우 가장 큰 반응크기는 Mathieu 안정차트의 첫번째 불안정 구간에서 일어난다. 반면에, 파라메트릭 진동과 강제진동의 결합 진동인 경우, 가장 큰 반응 크기는 두번째 불안정 구간에서 발생된다. 파라메트릭 가진으로 인한 장주형 해양구조물의 횡방향 운동은 동적조건에 따라 subharmonic, superharmonic 또는 chaotic 운동이 되기도 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.17-17
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• 1998

연소반응을 가지는 후류(wake)는 가스터빈 연소실의 flame holder 등에서 발생한다. 후류유동의 안정성 혹은 불안정성은 이러한 유동에 있어서 많은 영향을 끼치므로 상당히 중요하다. 본 연구는 위와 같이 연소 반응에 의한 밀도구배를 가지는 후류유동에 대하여 불안정성 해석을 수행하였다. 교란에 대한 지배방정식은 Navier-Stokes 방정식에서 점성항을 제외한 Euler 방정식을 고려하였다. 충류유동의 압력은 일정하다고 가정하였다. 교란 방정식을 유도하기 위하여 충류 유동이 평행하여 유동 방향에 수직한 방향의 구배만이 존재한다고 가정하였다. 모든 변수들은 충류 유동의 값과 움직이는 파장의 형태를 가지는 작은 교란의 합으로 생각하여 압력에 대한 교란방정식을 구하며, shooting법과 Newton-Raphson법에 근거를 두는 반복법을 사용하여 풀었다. 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 불안정성 해석을 수행하는 기본 유동의 속도장 및 온도장은 비압축성의 경우 우선 Gaussian Profile 가정함과 동시에 연소반응을 포함하는 유동장을 보다 정확히 구하기 위하여 Navier-Stokes 방정식으로부터 구한 결과를 사용하였다. 연소반응을 포함하는 유동장을 구할 때에는 해석상 편의를 위해 예혼합물질은 이상기체로, 화학반응은 1단계의 비가역반응으로 가정하였으며, 반응열로 인한 부력의 효과는 무시하였다. 위와 같은 유동장을 가지고 불안정성 해석을 수행한 결과 후류유동은 두 개의 변곡점을 가지며 sinuous 모드와 varicose모드의 두 개의 불안정성 모드가 있음을 보였다. 밀도 변화가 있는 경우나 밀도 변화가 없는 경우 모두 sinuous 모드의 가장 불안정한 모드가 varicose 모드의 가장 불안정한 모드보다 더 불안정함을 보여주어 후류 유동은 자유 유동에 가까운 위상 속도를 가지는 sinuous 모드에 의해 지배될 것임을 예측할 수 있다. 연소반응이 완전연소에 가까울수록 그리고 압축성 효과가 클수록 유동내부의 온도가 증가하고 점성 또한 증가하여 후류유동은 안정됨을 알 수 있었다 유동변수들의 contour로부터 유동의 특성을 예측한 결과 baroclinic 항이 dilatational 항보다 상대적으로 크며, 중심선 상하에 생기는 vortex를 더욱 성장시킬 것으로 생각된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.6 no.1
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• pp.12-20
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• 2002

An integrated analysis of kerosine/LOX based KSR-III rocket body/plume flowfield has been performed. The analysis has been executed employing three kind of gas thermo-chemical models including calorically perfect gas, multiple species chemically reacting gas, and chemically frozen gas models and their effect on rocket flowfield has been accessed to provide the most appropriate gas thermo-chemical model which meets a specific purpose of performing rocket body and plume analysis. The finite-rate chemically reacting flow solution exhibited higher temperature throughout the flowfield than other gas models due to the increased combustion gas temperature caused by the chemical reactions within the nozzle. All the reactions were dominated only in the shear layer and behind the barrel shock reflection region where the gas temperature is high and the effect of finite-rate chemical reactions on the flowfield was found to be minor. However, the present plume computation including finite-rate chemical reactions revealed major reactions occurring in the plume and their reaction mechanisms and as well.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.1
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• pp.114-123
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• 2002

A supersonic rocket plum flowfield of kerosene/liquid-oxygen based propulsion system has been analysed using the Reynolds-averaged Navier-Stokes equations coupled with a 9-species 14-reaction finite-chemistry model. The result were compared with chemically frozen flow solution to investigate the effect of finite-rate chemistry on the plume flowfield. The computations were performed using a commercial CFD software, FLUENT 5. The finite-rate chemistry solution exhibited higher temperature caused by the reactions within the nozzle. All the chemical reactions within the plum were dominated only in the shear layer and behind the barrel shock reflection region where the temperatures are high and the effect of finite-rate chemical reactions on the flowfield was found to be insignificant. However, the present plume computation including the finite-rate chemical reaction within the plume has revealed major reactions occurring in the plum and their reaction mechanisms.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.30-37
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• 1998

This paper investigates the linear stability of wakes with special emphasis on the effect of chemical reaction. Velocity and density profiles for laminar flows are obtained from analytic profiles as well as from simulation. Wakes have two generalized inflection points and two unstable modes-sinuous and varicose modes. For analytical laminar profiles, sinuous modes are more unstable than varicose modes irrespective of density variation, which shows wakes will be destabilized by sinuous modes. Large velocity difference and density difference lead to more unstable wakes due to large momentum difference. For simulated laminar profiles, chemical reaction with stoichiometric chemistry increases temperature and stabilizes the flow due to increase in compressible reacting wades, flow becomes stable as velocity increases due to viscous dissipation.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.129-140
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• 1999

추계론적 해석은 구조계 내의 해석인수에 존재하는 공간적 또는 시간적 임의성이 구조계 반응에 미치는 영향에 대한 고찰을 목적으로 한다. 확률장은 구족계 내에서 특정한 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 구조계 반응에 대한 이들 확률장의 영향 평가를 위하여 통계학적 추계론적 해석과 비통계학적 추계론적 해석이 사용되고 있다. 본 연구에서는 비통계학적 추계론적 해석방법 중의 하나인 가중적분법을 제안하였다. 특히 구조계의 공간적 임의성이 큰 특성을 가지고 있는 반무한영역에 대한 적용 예를 제시하고자 한다. 반무한영역의 모델링에는 무한요소를 사용하였다. 제안된 방법에 의한 해석 결과는 통계학적 방법인 몬테카를로 방법에 의한 결과와 비교되었다. 제안된 가중적분법은 자기상관함수를 사용하여 확률장을 고려하므로 무한영역의 고려에 따른 해석의 모호성을 제거할 수 있다. 제안방법과 몬테카를로 방법에 의한 결과는 상호 잘 일치하였으며 공분산 및 표준편차는 무한요소의 적용에 의하여 매우 개선된 결과를 나타내었다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.1 no.1
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• pp.76-86
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• 1992

A three-dimensional model has been developed for pulverized coal combusters and gasifiers. Coal devolatilization, heterogeneous char oxidation, gas particle interchange, radiation, gas phase oxidation, primary and secondary stream mixing, and heat losses are considered. A finite difference method was used to solve the ordinary non-linear differential equations. The effects of primary and secondary stream flow ratio and coal particle size are investigated.

• Fire Science and Engineering
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• v.27 no.6
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• pp.64-69
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• 2013

The Numerical simulation was performed on the flow field around the two-dimensional rectangular bluff body in order to simulate an engine nacelle fire and to complement the previous experimental results of the bluff body stabilized flames. Fire Dynamic Simulator (FDS) based on the Direct Numerical Simulation (DNS) was employed to clarify the characteristics of reacting flow around bluff body. The overall reaction was considered and the constant for reaction was determined from flame extinction limits of experimental results. The air used atmosphere and the fuel used methane. For both fuel ejection configurations against an oxidizer stream, the flame stability and flame mode were affected mainly by vortex structure near bluff body. In the coflow configuration, air velocity at the flame extinction limit are increased with fuel velocity, which is comparable to the experiment results. Comparing with the isothermal flow field, the reacting flow produces a weak and small recirculation zone, which is result in the reductions of density and momentum due to temperature increase by reaction in the wake zone.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.9
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• pp.879-888
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• 2009

Unsteady three-dimensional reacting flowfield generated by transverse hydrogen injection into a supersonic mainstream is numerically investigated using DES and finite-rate chemistry model. Comparisons are made with experimental results to investigate the turbulent reacting flow physics. The numerical OH distribution describes well the experimental OH-PLIF result, while the numerical ignition delay time shows some disparity due to the restricted available experimental data. The intermittency phenomena are identified by the comparative analysis between RANS and DES. Those effects are also quantified by the temperature distributions along streamlines and superimposed OH mass fraction along with time.