• 한국분무공학회지
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• 제3권4호
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• pp.43-49
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• 1998

In order to clarify the effect of equivalence ratio and kinds of fule in flame structure, a numerical simulation of triple flame developed in a co-flowing methane-air and air stream was carried out by the elementary chemical reaction mechanism. The following conclusions were obtained. Equivalence ratio at which the apparent burning velocity is maximum is a little larger than that of the one-dimensional premixed flame. Apparent burning velocities are two times higher than that of the one-dimensional premixed flame for the methane-air. The flame thrusts out forward in the downstream of the boundary between mixture and air stream, and a part of the flow is bent and forks out in this protruding flame so that a triple flame is originated; this triple flame is composed of fuel rich and lean premixed flame branches and a diffusion flame branch. Near the equivalence ratio at which the burning velocity of rule-dimensional premixed flame is the largest the effect of one-dimensional premixed flame becomes large and the fuel rich premixed flame advances and becomes vertical to the flow direction.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.221-228
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• 2013

분무유도식 DISI엔진의 성층연소운전조건에서 분무 및 화염특성에 대한 실험적 연구가 수행되었다. 연소가시화를 통하여 성층연소 DISI의 연소는 희박 예혼합 연소와 확산연소의 성격을 모두 가지고 있는 것으로 확인되었다. 분사시기에 따른 혼합기 형성특성이 연소의 특성을 결정하는 중요한 인자임을 관찰하였다. 분무와 혼합기 가시화를 통해 낮은 분위기압에서의 over-mixing, 높은 분위기압에서의 under-mixing이 발생하는 것을 확인하였으며 이러한 혼합기 형성과정의 결과에 따라 화염특성, 연소효율 등의 연소특성이 결정되는 것을 살펴볼 수 있었다. 또한, NOx, IMEP도 분사시기에 따른 경향성을 보였으며, 분사시기에 따른 연소상의 변화에 의한 영향임을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제7권4호
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• pp.42-49
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• 2002

In this study, quantitative measurement of nitric oxide concentration distributions were investigated in the laminar CH4/O2/N2 premixed flame by laser-induced fluorescence (LIF). The NO A-X (0,0) vibrational band around 226nm was excited using a XeCl excimer-pumped dye laser. Selecting an appropriate NO transition minimizes interference from Rayleigh scattering and O2 fluorescence. The measurements were taken in CH4/O2/N2 premixed flame with equivalence ratios varying from $1.0{\sim}1.6$, and a fixed flowrate of 5slpm. NO was found to produce primarily between an inner premixed and an outer nonpremixed flame front, and total NO concentration is raised when equivalence ratios increase. These results suggest that prompt NO is likely to contribute to NO formation in CH4/O2/N2 premixed flame. Furthermore, this trend was well matched with previous works.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.589-597
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• 1992

본 연구에서는 고압하의 분무연소에 있어서 매연생성에 대한 기초적 자료를 얻기 위해 난류 확산화염의 복잡한 디이젤 분무연소를 예혼합기에 의한 단순한 연소에 서 모델링 될 수 있는 특수 정적연소 장치를 제작했다. 이러한 정적 연소용기내의 프로판-공기 예혼합기연소를 대상으로, 주로 압력이 매연생성에 미치는 영향을 2색법 에 의한 연소가스온도측정과 더불어 4MPa까지의 넓은 압력범위에 걸쳐 조사했다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 한국가시화정보학회 연소/내연기관 부문 학술강연회
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• pp.3-57
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• 2005

왕복동 내연기관에서의 연소 및 배기가스 생성은 복잡한 3차원 영역 내에서 난류 유동, 분무, 화학반응, 열전달, 경계층 현상이 상호 연계되어 있는 매우 복합적인 과정이다. 특히 난류 연소 현상은 기관의 효율을 결정하는 연소 속도와 pollutant의 배출 농도를 결정하는 핵심 요소로서 관련 모델과 수치 해법에 대해 학술적, 공학적 측면에서 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 이를 위해 수행되는 다양한 실험 측정과 수치 해법을 통해 얻어지는 3차원 과도 상태의 방대한 스칼라량과 벡터량에 대한 정보를 효율적으로 처리하기 위해서는 적절한 가시화 과정이 필수적이다. 여기서는 최근 다양한 엔진 타입들에 대한 응용 사례와 함께 난류 연소 모델링을 위한 새로운 접근법으로서 조건평균법(conditional averaging)에 대해 간략히 소개하고자 한다. 난류예혼합연소에서의 난류화염속도에 대한 DNS와 영역조건평균에 기초한 예측식의 검증, 천연가스 jet의 자발화 지연기간, n-heptane jet의 자발화 진행 과정, HSDI 엔진, HCCI 엔진, CNG 엔진, LPG 분무 및 엔진, GDI 엔진 등에 대한 연구 결과들은 정보 가시화의 한 사례가 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권1호
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• pp.18-25
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• 2022

Hot-firing tests were performed to experimentally confirm the effect of the eigenmode in the fuel-air mixing section on combustion instability by changing mixing section length, inlet mean velocity, equivalence ratio, and swirler geometry. A premixed gas composed of air and ethylene was supplied to the combustion chamber through an mixing section and an axial swirler. As the mixing section length increased, the inlet velocity perturbation decreased, but the combustion instability increased more. It was found that the resonance frequency of the first longitudinal mode in the mixing section shifted to the third longitudinal mode as the length of the mixing section increased. The results implied that the transition of the resonace frquency by changing the length of the mixing section might cause combustion instability.

• 한국연소학회지
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• 제17권2호
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• pp.24-31
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• 2012

Diesel engines exhaust much more NOx(Nitrogen Oxides) and PM(Particulate Matter) than gasoline engines, and it is not easy to reduce both NOx and PM simultaneously because of the trade-off relation between two components. This study investigated flame characteristics of the partial premixed compression ignition known as new combustion method which can reduce NOx and PM simultaneously. The investigation was performed through the analysis of the flame images taken by a high speed camera from the visible engine which is the modified single cylinder diesel engine. The results obtained through this investigation are summarized as follows; (1) The area of the luminous yellow flame was reduced due to the decrease of flame temperature and even distribution of temperature. (2) The darkish yellow flame zone caused by the shortage of the remaining oxygen after the middle stage of combustion was considerably reduced. (3) Since the ignition delay was shortened, the violent combustion did not occur and the combustion duration became shortened.

• 오토저널
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• 제17권5호
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• pp.1-8
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• 1995

전산유체 해법의 내연기관 3차원 해석에 대한 최근 연구 동향에 대해 소개하였다. 난류유동 해석은 아직 정확성과 신뢰도 면에서 많은 연구가 필요하지만 현재의 상태에서도 직관, 경험, 실험 측정에 의해 파악하기 어렵거나 많은 비용과 시간이 요구되는 부분을 보완해 줄 수 있는 도구로서 인정받고 있다. 연소해석 부분은 현상 자체가 유동, 연소, 분무, 열전달등이 복합적으로 작용하는 어려운 문제로서 공학계산의 가장 첨단 분야 중의 하나라 할 수 있다. 현재 관련 모델로서 스파크 점화기관의 점화 및 화염전파, 배기가스 생성 과정과 디젤기관의 압축착화, 예혼합 및 확산 연소, 매연 등의 생성과정에 대한 모델 개발과 검증이 활발히 이루어지고 있다. 일부 발표된 논문 결과들은 이와 같은 방법이 엔진의 주요 연소 특성을 재현하는데에 성공적으로 활용될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.37-47
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• 1999

부유중인 분진의 화재 및 용기 또는 파이프의 미세한 균열에서 비산되는 가연성 액체의 분무화재의 위험성은 착화후의 고속 확산과 높은 열방출율로 인하여 매우 높은 것으로 알려졌다. 이에 대한 연구는 주로 실험적으로나 또는 거시적인 관점의 해석으로 제한되어 왔다. 본 연구는 미시적인 관점의 해석으로서 분진 및 분무를 가연성 미세 액적으로 가정하여 그의 증발과 착화에 대하여 연구하였다. 첫 단계로서 일열의 액적 배열을 계산영역으로 하여, 비정상 이차원 보존방정식들을 적용하였다. 수치해석은 일반화된 비직교 좌표계를 사용하였고, 화학반응은 Arrhenius의 법칙에 의하여 반응속도가 제어되는 일단계 반응을 고려하였다. 계산결과는 액적 주위의 온도와 반응물질의 농도분포를 시간에 따라 보여준다. 주위의 산소가 증발하는 액적의 연료와 섞이기 시작하고 착화 조건에 다다르면, 급격한 발열반응이 예혼합된 가스로부터 일어나기 시작한다. 최대온도 영역은 점차적으로 액적 표면으로 이동하며 최대온도는 착화이후 급격히 상승한다. 연료와 산소의 농도는 최대온도 영역 근처에서 최소값을 보인다. 따라서 착화순간에는 예혼합연소의 양상을 띠는 것으로 나타났다. 이후에는 예혼합 가스의 소멸로 확산연소의 양상을 띠게 된다. 액적간의 거리는 중요한 요소로서 멀리 떨어져 있는 경우부터 액적간의 거리가 가까워지면 착화지연 시간이 줄여들어 착화가 빨리 일어나는 것으로 관찰되었다. 또한 착화 후에는 최대온도 영역이 일열의 중심선으로부터 멀어지는 것으로 나타났는데 이것은 중심부근의 산소가 먼저 소모되고 외부로부터의 산소공급도 화염에 의해 차단되어 나타나는 현상이다. 이번 연구로 미세적인 착화현상에 대한 이해를 높이게 되었고 추후 복잡한 배열에 대한 연구도 가능할 것이다.