• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제45회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.311-312
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• 2012

Homogeneous charge compression ignition combustion with multiple-injection strategy using dimethyl-ether was investigated in a single cylinder direct-injection compression-ignition engine. The combustion performance and exhaust emissions were tested by varying the post injection conditions. The experiments were carried out under low load and low speed conditions. By the late post injection near the top dead center, the combustion phase was retarded and lengthened, and the fuel conversion efficiencies improved without the drawbacks of exhaust emissions increment.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.67-75
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• 2019

본 연구에서는 항공유가 극초음속 비행체용 능동냉각시스템의 냉원으로 사용되면서 흡열분해된 후의 연소특성을 확인하는 연구의 일환으로, 흡열분해 모사연료에 대한 층류화염 전파속도를 측정하였다. 흡열분해 모사연료 2종(SF-1, 2)을 제조하고 분젠버너 시험장치를 제작하여 층류화염속도를 측정한 결과 기준연료(RF)와 비교해 보면 전체적으로 높은 당량비에서 화염전파속도가 빠르게 나타나고 있으며, 특히 SF-1이 SF-2 및 RF보다 훨씬 높은 당량비에서 최대 속도를 가짐을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2007

본 논문에서는 메탈화이버를 이용한 난류예혼합 플랫버너를 제작하여 다양한 연소조건하에서 화염의 안정화범위를 확인하였으며, 연료유량과 공기유량의 변화에 따른 균일가열 능력과 배기가스 특성에 관한 실험을 실시하였다. 그리고 화염의 안정성 평가를 위한 실험을 통해 화염을 공기유량 변화에 따라 청녹염, 복사염, 청염 영역으로 나눌 수 있었고, 이들 영역은 청염>복사염>청녹염 영역 순으로 연소상태가 양호하였다. 공기비에 따른 영향을 살펴보면, 본 실험에서는 연료유량 1과 4l/min에서는 공기비 ${\alpha}=1.5$가 적합하였으며 연료유량 2l/min에서는 ${\alpha}=2.0$이 적합한 것으로 나타났다. 한편 연료유량과 관계없이 공기비 ${\alpha}=1.3{\sim}2.1$범위에서는 연소소음이 발생했다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.633-640
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• 2011

본 연구에서는 고온의 미소농도구배 조건에서의 에지화염의 안정화 및 화염 강도 변화를 실험적으로 관찰하였다. 실험 연소기는 크게 혼합기가 투입되는 슬롯과 석영 채널 및 채널 내부 가열을 위한 추가적인 예혼합 연소기로 구성되어 있다. 실험의 정확성을 위해 각 경계 조건에 대한 정량적인 검증 절차가 수행되었다. 결론적으로 연료 농도 구배의 정량적인 제어와 질소 희석비율을 조절하여 고온의 조건에서도 에지화염을 임의의 위치에 안정화 시킬 수 있었다. 에지화염 내부에 존재하는 확산화염의 화염 강도가 채널 내부의 온도증가에 따라 증가하고 질소의 희석비율 증가에 따라 감소하는 것을 보였다. 연료에 따른 화염 강도 변화를 살펴본 결과 프로판의 경우가 메탄에 비해 강도 변화율이 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권8호
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• pp.589-595
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• 2020

본 연구에서는 부분예혼합 가스터빈 연소기에 대한 대와류모사(LES)가 이루어졌다. 연료 조성에 따른 연소기 내의 유동특성 연구를 위하여 서로 다른 4개의 수소 조성이 고려되었다. 시뮬레이션 결과의 적절성을 확인하기 위해서 화염 구조 및 속도장에 대한 실험결과와의 비교가 선행되었다. 해석 결과에 따르면 연소기 내의 부분예혼합 화염구조가 수소 조성에 크게 영향을 받음이 나타났다. 연료 내 수소 조성이 증가함에 따라 화염구조는 짧고 굵게 형성이 되었으며, 이에 따라 벽면에 미치는 영향이 감소하였다. 수소 조성에 따른 연소기 벽면의 재순환 영역의 변화가 이어서 조사되었으며 연료 조성의 영향이 논의되었다. 종합해 보았을 때, LES 기법과 연소모델을 사용한 수치해석이 연료 조성에 따른 반응성 유동장을 정확하게 예측할 수 있음이 확인되었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3452-3457
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• 2007

Experiments were carried out in an atmopheric pressure, lab-scale gas turbine combustor to see the effect of partial premixing on unstable flame structure and $NO_X$ emission characteristics. The swirl angle is 45 deg., fuel-air mixing degrees were varied 0, 50, and 100% respectively at equivalence ration ranging from 0.53 to 0.79. The evaluation of phased-locked OH chemiluminescence images were acquired with an ICCD. $NO_X$ emission characteristics were also investigated at each experimental condition. The effect of the fuel-air mixing degree on the flame structure was obtained from phase-locked $OH^*$ images. And it was obtained from local heat release characteristics that the information about the region which the combustion instability was amplified or damped. It also could be confirmed that ${\sigma}$ has greatly influence on $NO_X $emission characteristics at lean regimes. It would be expected that it could provide invaluable data for understanding the mechanism of combustion instability

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.911-918
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• 2013

Double cone 버너를 장착한 가스터빈용 EV (Environmental Vortex)버너의 연소 특성과 NO 배출 특성을 수치적으로 조사하였다. NO 배출 저감을 위해 연료와 공기의 혼합 특성을 예측하였다. 혼합도와 NO 배출과의 상관관계를 예측하기 위해 메탄 1단계 화학반응식과 2단계 반응식에 적용하여 연소 해석을 수행하였다. 1단계 반응식을 적용한 결과, 혼합도가 저하된 모델에서 NO 배출량이 약 2% 증가하였으며, 혼합도가 향상된 모델의 경우 cone 상부에서 과다한 고온의 화염 영역이 형성되어 NO가 약 169%나 증가하였다. 2단계 반응식의 경우 첫 번째 모델에서 약 3% NO 배출량이 증가하였으며, 두 번째 모델에서 cone 내부의 고온 영역이 형성되지 않고 NO가 약 5% 감소하였다. 이 결과는, 혼합 특성이 저감된 모델에서 NO가 약 63% 증가하였고, 혼합 특성이 향상된 모델에서 NO가 약 11% 감소한 실험결과와 잘 부합하였다. 정량적인 오차가 있음에도, NO 배출의 정성적 경향성이 유사하므로 2단계 반응식을 적용한 수치해석을 통해 설계 변경 방안을 제시하는 것은 타당할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.505-513
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• 2010

삼지화염 구조는 화염 선단의 구조로서 다루어져 왔으며, 많은 연구자들에 의해 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 연구가 되어왔다. 그러나 연료의 종류에 따른 가연한계의 차이가 삼지화염의 구조에 미치는 영향에 대한 연구는 깊이 있게 다루어지지 않았다. 본 연구에서는 화염 구조에 대한 비대칭 가연한계의 영향을 예혼합화염과 확산화염에 관한 몇 가지 층류화염 이론에 근거한 간단한 수치 기법을 통해 연구하였다. 고정된 유동장이 사용되었으며, 예혼합 화염 가지에서의 경계조건이 연계되었다. 예혼합 화염 후류의 확산화염의 형성과 소멸을 성공적으로 모사할 수 있었다. 비대칭 가연한계 조건과 열손실에 따른 확산화염의 변화가 연구되었다. 본 연구는 화염의 기초 구조에 대한 이해를 도울 수 있으며, 이후의 연구를 위한 기초로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1043-1050
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• 2010

HCCI엔진에는 농도성층화와 열적성층화가 존재하고, 이것들은 착화와 연소과정에 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 예혼합기의 불균질성이 HCCI연소과정에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 우선 4행정광학엔진을 이용하여 잔류가스가 있는 경우와 급속압축장치를 이용하여 잔류가스가 없는 경우의 예혼합기의 불균질성에 대하여 비교분석하였다. DME를 연료로 이용하고 프래밍카메라를 사용하여 2차원화학발광이미지를 취득하였다. 그 결과, 잔류가스가 있는 불균질 한 경우에 4행정엔진실험에서는 연소현상이 공간적으로 연소현상의 시간차이가 발생하였다. 잔류가스가 없는 급속압축장치의 실험에서는 4행정기관의 결과에 비해서 더 적은 공간적인 변화가 존재하는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.818-825
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• 2004

In this paper, the study of effects of flow parameters on flame structure and NOx emission concentration was performed in co-axial. laminar partially premixed methane/air flames. Such (low parameters as equivalence ratio(${\Phi}$), fuel split percentage($\sigma$), and mixing distance(x/D$\_$i/) were defined as a premixing degree and varied within ${\Phi}$=1.36∼9.52, $\sigma$=50∼100, and x/D$\_$i/=5∼20. The image of OH$\^$*/ and NOx concentration were obtained with an ICCD camera and a NOx analyzer. The flame structure observations show a categorization of partially premixed flames into three distinct flame regimes corresponding to ${\Phi}$<1.7(premixed flame structure), 1.7<${\Phi}$<3.3(hybrid structure), and ${\Phi}$>3.3(diffusion flame structure existing a luminous sooting region) at $\sigma$=75%, and x/D$\_$i/=10. As o decreases from 100% to 50%, and x/D$\_$i/ decreases, nonpremixed flame structure appear at low equivalence ratio relatively. In addition, the measured emissions for NOx rise steeply from ${\Phi}$=1.7, to ${\Phi}$=3.3, then constants ${\Phi}$>4.76. NOx emissions decrease with increase the level of premixing level. In conclusion, the main effect on flame structure and NOx production was at first equivalence ratio(${\Phi}$), and next fuel split percentage($\sigma$), and finally mixing distance(x/D$\_$i/).