• 한국추진공학회지
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• 제5권4호
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• pp.83-93
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• 2001

본 연구에서는 화염의 안정화를 위하여 사용되는 선회류 발생 장치의 베인에 작은 스케일의 난류를 발생시킬 수 있는 난류 발생기를 장착하여 연료와 흡입공기의 혼합을 촉진시키고, 연소와 온도의 균일도를 향상시키기 의한 실험적 검토를 행하였다. 실험에서는 내부 혼합용 이유체 분사노즐 사용하여 등유를 분사시킨 후 연료와 흡입공기의 혼합과 연소 현상을 관측하였다. 난류발생기는 베인 각도에 따른 베인과 베인 사이의 각 단면의 면적을 계산하여 그 유로단면의 면적에 대한 비율로서 난류발생기의 면적을 결정하여 선회기를 통과하는 유로 단면적의 각각 0%, 3%, 7%, 12%에 해당하는 면적의 난류 발생기를 제작하여 선회기 출구 베인의 끝단에 설치하였다. 실용 연소기의 구조를 어느 정도 단순화한 환형 연소기에서의 농도분포, 화염구조 및 온도분포를 조사하여 효과적인 연소기내의 연소제어에 사용하고자 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.22-28
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• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.349-352
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• 2010

본 연구는 스크램젯의 연소특성 연구 및 스크램젯 엔진의 지상연소시험의 필수 장비인 공기가열기의 개념 연구에 대한 것이다. 공기가열기는 스크램젯의 흡입구나 연소실로 고온의 공기를 공급하기 위한 다양한 방법 중 하나이며, 고온의 연소가스와 실제 공기에 보다 유사한 혼합기체(혼합공기)를 얻을 수 있는 연료를 사용하여야 한다. 본 연구에서는 이러한 형식을 갖는 외국의 공기가열기를 조사하고, 스크램젯 비행체를 개발하기 위한, 액화천연가스(CH4)와 수소를 연료로 사용하는 공기가열기의 인젝터를 개념 설계하였다.

• 에너지공학
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• 제4권1호
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• pp.85-94
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• 1995

본 연구에서는 최근 차량용 대체연료로서 주목받고 있는 천연가스의 연소특성을 규명하기 위해 밀폐된 정적연소실을 이용, 당량비, 초기압력 및 점화위치 변화에 따른 연소실험을 행하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 메탄-공기 예혼합기의 화염전파과정은 이론혼합기 부근에서 구면형으로 진행되는데 반해, 과농 또는 과박 혼합기 그리고 점화위치가 연소실 벽면에 가까울수록 타원형으로 진행되며, 초기압력이 증가함에 따라 화염전파는 느려진다. 화염전파속도와 연소 속도는 초기압력이 낮고 점화위치가 연소실 중심에 가까울수록 빠르며, 당량비 1.0∼1.1 사이에서 최대치를 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권7호
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• pp.70-75
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• 2005

본 연구에서는 스월 연소기에서 연료스월유동이 NOx 배출특성에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 공기와 연료스월각을 변화시키기 위해 환형베인을 사용하였고 베인각의 변화에 따라 혼합공정을 변화시켰다. 공기스월이 강한 조건에서 연료 Counter-swirl의 경우, 비연소장에서 큰 난류강도의 특성을 나타내고 상대적으로 고주파 영역까지 높은 에너지를 가지고 있으며, 고온 영역이 좁게 나타났다. 이러한 연료 counter-swirl 영향으로 저NOx 배출특성이 나타났으며, NOx 저감 기구가 논의되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.53-64
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• 2018

본 논문에서는 초음속 유동장 내 연료 수직 분사 조건에서 분사구의 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 동일한 분사구 출구 면적과 유량 조건에 대해 수소와 공기에 대한 비반응 유동장 전산 해석을 수행하였다. 해석 결과의 검증을 위하여 자유류 마하수 3.38, 제트-자유류 운동량 플럭스비 1.4 인 평판 분사 시험을 모의하였다. 5개의 서로 다른 형상을 갖는 분사구를 이용하여 형태에 따른 박리 구간, 분사 제트의 구조의 차이를 살펴보고 분사구 후류에서 수소의 침투 높이와 수소-공기의 혼합에 따른 가연 면적에 변화를 확인함으로써 분사구 형상에 따른 연료/공기 혼합 특성을 정량적으로 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권1호
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• pp.61-69
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• 2004

본 연구는 극초음속 모델 스크램제트 엔진 연소기의 화염지지와 연료-공기 혼합과정의 특성을 살펴보기 위하여 수치해석을 이용하여 수행되었다. 연료분사 방법으로 수소연료가 초음속 유동장에 수직분사되는 경우와 공동내부에 분사되는 두 가지 경우를 채택하였으며 각각 UQ(University of Queensland, Australia)와 ANU(Australian National University, Australia)의 충격파 풍동을 이용하여 실험이 수행되었다. 수치해석을 통하여 수직분사 상류의 박리영역과 공동주변에서 연소현상이 관찰되었다. 수직분사의 박리영역과 공동내부분사의 공동은 재순환 영역을 발생시키며, 이 재순환 영역은 연료-공기의 혼합을 촉진시킨다. 또한 자발점화가 박리영역-자유류, 공동-자유류 경계면에서 발생함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.81-86
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• 2007

스크램제트의 연소실 내부로 유입되는 공기의 속도는 초음속으로 체류 시간은 수 ms로 매우 짧다. 이 짧은 시간 안에 연료분사, 공기-연료 혼합, 연소과정이 모두 이루어져야 한다. 공기와 연료의 혼합을 증대하는 방법은 여러 가지가 제시되었다. 이중 자유류 마하수 2.5의 단일분사 방법에서의 cavity를 이용한 혼합증대 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 사용된 코드는 동일조건의 실험결과와 비교하여 검증하였고 이를 통해 Cavity에 의한 혼합증대 특성을 확인할 수 있었다.

• 오토저널
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• 제9권1호
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• pp.33-39
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• 1987

기관의 실린더 내로 흡입되는 공기의 질량이 정확히 계량 된다면 일정의 이론혼합비를 얻기 위한 연료의 분사량은 쉽게 결정될 수 있다. 그러나 현재로서는 실린더로 흡입되는 실제의 공기량을 직접적으로 측정하는 수단은 없고 다음에 설명하는 간접적인 방법으로 그 량을 측정하고 있다.