• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.12
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• pp.2376-2384
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• 1992

A theoretical analysis is carried out to predict the characteristics of transient ignition phenomena for the spherical fuel droplets cloud with non-uniform droplet size and number density distribution. Numerical calculations are performed for various cases depending on the combinations of the major parameters such as ambient temperature and initial distributions of droplet size and number density. The results of present study show that the ignition delay decreases for higher ambient temperature and smaller droplet size. Droplets cloud of hollow type with outer concentrated distribution ignites most rapidly.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.8-8
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• 1999

2-유체 인젝터의 분무연소에 대한 통찰 및 구조에 대한 이해와 연료-공기 혼합과 연소반응의 물리적 이해에 필요한 수치적 모델의 개발 및 검증을 위해서는 2유체 시스템에서 액체 및 기체 각각의 기본적 특성인 액적크기, 액적속도, 액적의 질량플럭스(flux), 가스상의 속도측정 등이 필요하다. 특히, 액체분무에서는 액적의 크기를 예측하는 것이 매우 중요한 과제이며, 액적의 크기에 영향을 주는 인자들로는 노즐의 형태, 분사액체의 물성치(점도, 표면장력, 밀도), 주위기체의 조건(온도, 압력, 응축과 증발현상), 분사압력 등이 있다. 그러나, 실제 분무액적의 크기는 분포를 가지므로 같은 SMD를 가지더라도 그 분포의 정도는 크게 다를 수 있어 결과적으로 분무액적의 크기를 평균값만으로 표현하는 것은 불충분할 뿐만 아니라 그 적용에도 한계를 가지게 된다. 따라서 분무액적의 평균크기와 함께 그 분포의 정도 등을 함께 나타내려는 시도가 많은 과학자들에 의하여 연구되었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.3
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• pp.64-76
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• 2002

기존의 이론적 연구와 실험적 연구를 바탕으로 충돌 제트의 수치 모델을 개발하였다. 본 모델은 like-doublet 충돌제트로부터 생성되는 액적의 모든 특성을 액막이 분열되는 시점에서 결정한다. 액적 특성을 결정하기 위해 이론적 연구로부터 얻어진 액막 두께, 액주의 직경, 액적 크기와 실험적 연구로부터 얻어진 액막/액적 속도, 액막 분열 거리, 분열 주파수, 액적 질량 유량 분포를 이용하였다. 액적의 질량 유량 분포는 Laplace 분포로부터 표준 편차를 이용하여 모사하였다. 또한 실험 결과를 이용하여 액막 분열 거리, 분열 주기, 표준 편차에 대한 경험식을 유도하였다. 개발된 모델은 정성적인 분무 패턴뿐만 아니라 정량적인 SMD 및 질량 유량 분포에서 실험 결과와 잘 일치한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.3
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.1-1
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• 2002

PLLIF(Planar Laser Liquid Induced Fluorescence) 기법은 분무장을 교란시키지 않고 고해상도의 2차원 질량분포를 빠르게 측정할 수 있기 때문에 기존의 기계적인 분무 분포 측정방법의 한계를 극복하였을 뿐만 아니라 접근이 불가능하였던 인젝터 근방의 분무에 대한 중요한 정보를 제공하고 있다. 그러나 레이저 광을 받은 액적에 의한 산란광의 강도가 클 경우에는 인접한 액적들을 형광시킬 수 있고 액적의 형광신호가 액적들을 통과하면서 감쇠되는 이차산란에 의한 오차는 PLLIF 기법의 정량화에 가장 큰 난점으로 인식되고 있다. 특히 이러한 현상은 분무 분포의 밀도가 높고 액적의 크기가 클수록 강하게 나타나는데, 액체로켓에서 일반적으로 사용되고 있는 like-doublet 인젝터는 이러한 분무 특성을 갖는다. 따라서 Mechanical Patternator 및 PDPA(Phase Doppler Particle Analyzer)로부터 측정한 like-doublet 인젝터의 분무 질량 분포 결과와 비교하여 이차산란에 의한 오차를 파악하여 PLLIF 기법의 적용 가능성을 진단하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.10a
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• pp.2-2
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• 1999

본 연구에서는 액체 로켓용 추진제 분사기로 많이 활용되는 충돌형 분사기중에서 2중 충돌(F-O-O-F)형 분사기에 대한 미립화 특성을 파악하였다. 액적의 크기를 측정하기 위하여 위상/도플러 입자분석기를 사용하였으며, 모의 추진제로 물을 사용하였다. 모의 추진제의 운동량비와 압력 강하량 변화에 따른 2중 충돌(F-O-O-F)형 분사기의 미립화 특성과 크기분포에 대하여 고찰하였다. 분사기 면으로부터 100mm 떨어진 단면에서 산화제/연료의 운동량비가 MR=1.19에서 MR=6.48까지 증가함에 따라 액적크기(SMD)는 감소하였으며, 액적크기(SMD)가 운동량비(MR)에 대하여 SMD= 193.480+15.687MR-5.036M$R^2$+0.415MR$^3$와 같은 관계식에 근사되었다 또한, 연료와 산화제의 압력강하량이 증가할수록 액적크기(SMD)가 감소하였다. 충돌 분무유동장의 액적크기 분포는 Rosin-Rammler 분포함수와 Upper-limit분포함수 모두에 대하여 잘 일치하고 있다. 본 연구의 결과는 액체 로켓용 충돌형 분사기의 초기 설계단계에서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.62-67
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• 2016

In this study, the optical depth is analyzed with the effects of droplet size distribution of the water curtain nozzle to attenuate the radiative heat transfer. The HELOS/VARIO equipment is used for the measurement of the droplet size distributions. The spray characteristics are quantified by the investigation of Deirmenjian's modified gamma distribution function. The distribution constant of the nozzle can be obtained as ${\alpha}=1$ and ${\gamma}=5.2$. The generalized equation of the optical depth related with the droplet size distribution is introduced. These results will be applicable to the analysis of the design condition of the water curtain nozzle.

• Fire Science and Engineering
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• v.33 no.6
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• pp.1-8
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• 2019

In this study, the effects of the characteristics of droplets of water spray on suppression of fire were analyzed numerically using fire dynamics simulator (FDS) 6.5.2. Additionally, the fire suppression characteristics by the water spray nozzle, including the extinguishing coefficient (EC), droplet size distribution function (SDF), median volumetric diameter (MVD), and droplets per second (DPS), were evaluated in terms of the decreasing normalized heat release rate (HRR) curve and cooling time. It was observed that with increase in the EC, the normalized HRR curve decreased rapidly, and the changing MVD affected the suppression of fire. In case of mono-disperse, the normalized HRR curve decreased slowly with the increase in DPS. On the contrary, in case of multi-disperse, the normalized HRR curve decreased rapidly even with a small increase in DPS.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.11 no.3
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• pp.479-487
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• 1987

In order to predict the effects of droplets distributions such as number density and droplets size on group combustion characteristics and flame structure for liquid fuel sprays, modifications of group combustions model were made by changing the droplets distributions from uniform to non-uniform. Various droplets distribution models were adopted in this analysis to examine the effect of number density distribution on combustion characteristics and the difference between uniform and non-uniform droplets size distributions for a spherical droplets cloud. As results of present study, hollow droplets could with outer concentrating distribution has shorter total combustion time compare with the case of solid droplets cloud with inner concentrating distribution. Uniform droplets size distribution model predicts the shorter total combustion time compare with non-uniform droplets size distribution model, and the uniform droplets size distribution model may be used to predict the total combustion time for the droplets cloud containing larger initial size of droplets.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.59-63
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• 2006

A direct photograph measurement technique was used to determine the spatial distribution of the spray droplet diameter in subsonic crossflow and it also obtain that SMD distribution by using PLLIF technique. The injector internal flow was classified as three modes such as a normal, cavitation, and hydraulic flip. The objectives of this research are getting a droplet distribution and drop size measurement of normal flow and compare with the other flow effects. Although the study showed visually that drop size were spatially dependent of Air-stream velocity, fuel injection velocity, and normalized distance from the injector exit length.(x/d, y/d) There are also difference characteristics between cavitation, hydraulic flip and the normal flow.