• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.65-67
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• 2017

다양한 연소불안정 모델링 기법이 로켓 및 가스터빈 등 연소시스템에 적용되어 개발, 검증되고 있다. 이 중 본 연구에서는 시스템의 각 요소를 음향 네트워크로 구성하여 질량, 운동량, 에너지 보존 방정식을 푼 다음, 각 요소들의 경계 조건을 대입하여 전체 시스템의 불안정 특성을 해석하는 1D 네트워크 모델의 기초 이론부터 최신 연구 동향을 소개하고자 한다. 특히 화염전달함수(flame transfer function)와 음향전달함수(acoustic transfer function)을 각각 정의하고, 서로의 상호 관계에 대하여 규명하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.333-338
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• 2009

우리나라는 건축물 화재 및 지진으로 인한 화재의 위험성이 증가해 가면서 시가지 화재에 대한 위험성이 점차 늘어나고 있다. 하지만 이에 대한 대응책은 미비한 실정이다. 반면 일본의 경우는 과거의 화재사례를 토대로 시가지 화재에 대한 대응책 및 시뮬레이션 개발이 수행되었으며 이를 통해 각 지구의 화재위험성을 평가하여 대책을 마련하고 있다. 본 연구에서는 이러한 시가지 화재 시뮬레이션의 화염전파 모델에 관하여 소개함으로서 향후국내의 시뮬레이션 개발에 있어서 기본적인 방향을 제시하고자 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.61-69
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• 2016

본 연구는 이중 선회 가스터빈 연소기에서 연소실 길이와 열용량을 변수로 연소불안정 현상과 관련된 결과이다. 특히 열용량이 상대적으로 작은 구간에서 연소실 길이가 길어지면 공진 주파수의 값이 일정하게 유지되는 맥놀이 현상이 발생하는 것이 확인되었다. 이러한 맥놀이 현상은 메인 화염과 파일럿 화염이 각각 다른 주기로 거동하기 때문에 발생되었으며, 연소실 길이가 증가하여도 주파수의 값이 변하지 않는 현상은 메인 화염과 파일럿 화염의 서로 다른 상호작용 결과라고 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.379-385
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• 2010

본 연구는 V-gutter형 보염기를 장착한 연소기 내에 발생한 연소 주파수의 발생 메커니즘에 대해 규명하는 것이다. 연소기는 $40{\times}40mm$의 단면적을 가진 긴 덕트 형상을 가지고 있으며, 10,12,14mm의 폭을 가진 V-gutter 형의 보염기를 장착하였다. 연료로 CNG를 수직 분사하여 실험을 수행하였다. 연소시 발생하는 주파수는 연소기의 형상에 기인한 1L 종방향 모드가 발생함을 확인하였다. 또한 보염기의 크기가 화염 가능 영역의 범위에 영향을 미침을 확인하였다. 그리고 종방향 모드의 압력변동이 화염 구조에 중요한 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.10-17
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• 2017

빠른 반응성 및 자체전파특성을 가지는 보론/티타늄 나노 다층박막구조를 대상으로 박막층 수평방향으로의 이종금속간 화학반응 및 화염 전파현상 해석 모델링을 수립하였다. 이종금속간 화학반응은 Arrhenius 반응식을 가정하여 모델링하였으며, 열 및 화학종 확산, 발열 화학반응에 따른 화염 자체전파 현상에 대하여 2차원적 전산해석을 수행하였다. 보론 및 티타늄 박막층의 두께 및 두께비 등 나노구조 형상의 영향을 비롯하여 접촉층 예혼합 정도가 화염 자체전파속도에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.578-588
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• 1992

본 연구에서는 작은 층류화염을 형성하는 소형의 연소기에 대해 화염의 안정 화를 위하여 선회가 가해지는 등축분류 층류제트 확사화염의 구조에 미치는 선회의 강 도, 연료와 공기의 출구 레이놀즈 수, 연료와 공기의 선회방향의 영향등을 이론적인 모델의 구성과 수치실험을 통하여 고찰한다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.24-33
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• 2021

부분예혼합 연소기 내 연소불안정 분석을 위한 수치적 연구가 수행되었다. 해석은 연료 조건에 따라 수행되었으며 대와류모사(Large eddy simulation, LES) 기법 및 PaSR 연소 모델이 솔버 내에 도입되었다. 수치해석의 타당성을 확인하기 위한 실험과의 비교 검증이 완료되었으며 정량적, 정성적인 일치도가 확인되었다. 연료 조건에 따라 변화하는 연소기 내 화염 특성이 이어서 조사되었으며 연소불안정 발생과의 연관성이 조사되었다. 해석 결과에 따르면 연료 조건에 따라 화염 길이가 크게 변화하였다. 그리고 화염 길이가 충분히 길어질 경우 화염-와류 상호작용이 벽면 주변에서 발생하였으며 이는 연소불안정 발생의 주요 원인이 되었음이 확인되었다.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.44-50
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• 2003

연료농도에 따른 대향류 화염구조의 변화를 조사하고 수치법을 검증하기 위해, 축대칭 메탄-공기 대향류화염을 모사하였다. 변형률 $a_g=20,\;60,\;90\;s^{-1}$과 연료 중 메탄의 몰분율 $x_m=20,\;50,\;80\%$를 수치매개변수로 하여, 변형율과 연료농도에 따라 온도분포, 닥트 중심축의 온도분포와 축방향 속도의 분포를 계산하였다. 축대칭 모사는 혼합분율 연소모델을 채용한 FDS로 수행하였고, 계산결과를 구체적 화학반응을 포함한 1차원 화염코드 OPPDIF의 계산결과와 비교하였다. 본 연구에서 조사한 모든 변형율과 연료농도에서 축대칭 모사의 온도 및 축방향 속도 분포가 1차원 계산결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 연료농도가 증가하면 화염의 두께와 최고온도가 증가하고 반경이 감소함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권3호
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• pp.49-53
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• 2009

릴리프시스템은 공정 내에 과압 방지하여 공정의 안전성을 높여주는 역할을 한다. 릴리프 시스템에서 방출되는 폐가스로 인한 폭발, 복사열, 독성가스 확산을 막기 위하여 플레어스택을 설치한다. 플레어스택에서는 공정의 안전성 향상을 위하여 안전한 연소가 가장 중요한 요소이며, 안전한 연소를 위하여 방출되는 가스량과 속도 제어는 API 521 code의 기술기준을 따르며, 플레어스택에서 발생하는 화염의 형상은 방출되는 가스의 압력과 질량유속에 의하여 jet fire의 형상을 하고 있다. 이는 화염의 형상은 완전 연소와 열 방출에 영향을 미치는 요소로 이 논문에서는 화염의 형상을 분석하였다. 화염의 길이는 API code와 jet fire 모델이 유사한 값을 보였으며, 화염은 지면에 더 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.24-29
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• 2003

실내에서 가스 폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며, 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도 별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\epsilon$ 모델에서 난류 에너지를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며, 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.