• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.327-330
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• 2006

기저연소과정이 포함된 젯추진을 고려한 기저유출 탄의 기저저항특성 조사를 위해 전산모사를 수행했다. 전반적인 유체역학과정은 2방정식의 $k-\omega$ SST난류 모델을 포함하고 반응유동을 위해 나비아-스토크방정식으로 모델화 되었다. 연소과정은 부분적으로 연소된 BBU (base-bleed unit) 출구조건을 갖는 유한속도반응으로 모델화 했다. 기저저항과 로켓플륨이 있는 기저유동의 상호작용에 대해 본 전산유체 해석기 능력을 보여주므로, 본 연구는 복합추진탄의 유체역학적 그리고 연소과정에 대한 이해를 준다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권4호
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• pp.493-501
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• 2013

Taking into account the increasingly stringent legislation on emissions from marine engines, this work aims to analyze several internal engine modifications to reduce $NO_x$ (nitrogen oxides) and other pollutants. To this end, a numerical model was employed to simulate the operation cycle and characterize the exhaust gas composition. After a preliminary validation process was carried out using experimental data from a four-stroke, medium-speed marine engine, the numerical model was employed to study the influence of several internal modifications, such as water addition from 0 to 100% water to fuel ratios, exhaust gas recirculation from 0 to 100% EGR rates, modification of the overlap timing from 60 to $120^{\circ}$, modification of the intake valve closing from 510 to $570^{\circ}$, and modification of the cooling water temperature from 70 to $90^{\circ}C$. $NO_x$ was reduced by nearly 100%. As expected, it was found that, by lowering the combustion temperature, there is a notable reduction in $NO_x$, but an increase in CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbons) and consumption.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권4호
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• pp.504-511
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• 2000

PIV(Particle Image Velocimetry) is a recently developed technique for visualizing the fluid velocity fields. Because it has several advantages over the LDV(Laser Doppler Velocimetry), it became one of the most popular diagnostic tools in spite of its short history. However, its application to combustion is restricted by some problems such as flame illumination, scattered light refraction, particle density variation due to heat release, the combined effect of abrupt change in particle density and fluid velocity on flame contour, and thermophoresis which is particle lagging due to temperature gradient. These problems are expected to be originated from the non-continuous characteristics of flames and the limitations of particle dynamics. In the present study, these problems were considered for the visualization of the instantaneous coaxial hydrogen diffusion flame. And the instantaneous flame contour was detected using particle density difference. The visualized diffusion flame velocity field shows its turbulent and meandering nature. It was also observed that the flame is located inside the outer shear layer and flame geometry is largely influenced by the vorticity.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.243-250
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• 2003

The present study discuss about numerical methods to analyze design parameters of pyrolysis-melting incineration system. Various numerical methods of different viewpoint are introduced to simulate the performance of the system. Process analysis of the overall system is the beginning procedure of basic design process. Heat and material flow of each element are connected and are influential to each other, hence, an appropriate process modeling should be executed to prevent from unacceptable process design concepts that may results in system failure. Models to simulate performance of each elementary facility generate valuable informations on design and operation parameters, and, derive the basic design concept to be optimized. A pyrolysis model derived from waste bed combustion model is introduced to simulate the mass conversion and heat transfer in the pyrolysis process. CFD(Computational fluid dynamics) is an effective method to optimize the thermal reacting flow in various reactors such as combustor and heat exchanger. Secondary air jets arrangement and the shape of the combustor could be optimized by CFD technology.

• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.35-40
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• 2011

희박 예혼합 가스터빈에서 발생되는 연소 불안정 현상의 메커니즘을 규명하기 위하여 입구 속도 변동에 대한 열발생 변동을 정량화한 화염 전달 함수가 실험적으로 규현되었다. 이를 위하여 실제 가스터빈과 유사한 형태를 갖는 모형 연소기가 제작되었으며, 열발생율의 측정을 위한 가시화 연소기가 장착되었다. 또한 흡기 속도의 변조를 위하여 가변 속도 모터 및 유량 제어 장치가 설계되었고, 이러한 장치들을 통하여 입구 속도 변동이 열발생율의 진폭에 미치는 영향 및 화염 구조의 변화를 실험적으로 계측하였다. 실험 결과 화염 전달 함수는 당량비와 같은 운전 조건과 더불어 속도 섭동 조건에 대하여도 크게 의존하며, 화염의 길이와 섭동파 파장의 비율을 의미하는 Strouhal 수에 의하여 일반화될 수 있었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권5호
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• pp.16-23
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• 2019

본 논문은 국방과학연구소 엔진 시험장에 설치된 페리스코프 시스템의 설계 및 해석에 대해 다루고 있다. 페리스코프 시스템은 엔진 후단, 디퓨저 상단에 설치되어 있는 잠망경 모양의 관측 시스템이며 엔진 후단 고온(2300 K)의 연소 생성물 등에 직접적으로 영향을 받아서 파손 위험이 높다. 따라서 1차원 열전달 계산 및 2차원, 3차원 CFD 해석을 통해 열유속 및 정온도 분포를 확인하고 이를 통해 냉각 성능을 검증하였다. 현재의 설계에서 페리스코프 시스템을 통해 화염 형상 및 노즐 제어, 배출 유동의 안정성을 가시적으로 확인 가능하다.

• 유기물자원화
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• 제14권3호
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• pp.85-90
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• 2006

플라즈마 용융로에 설치된 폐열 보일러를 실측치와 근접한 모의 보일러를 설계하여 CFD(전산유체역학) 프로그램을 이용하여 얻어진 보일러 내에서의 유해가스발생 및 열 유동현상에 대한 열 설계 능력 확보와 폐열보일러 효율 개선에 대한 연구를 수행하는데 목적이 있다. 보일러 내에서의 온도변화 및 연소가스의 공기 유동, 부식성 가스의 영향으로 인해 보일러 내부에서의 부식위치 및 클링커 생성여부에 관한 연구를 통해 효율적인 보일러의 구조 설계 및 에너지 재활용방안에 이용하고자 한다. 연구결과 플라즈마 용융로에 설치된 보일러 설비는 2차 연소로 출구에서 배출되는 약 $1,200^{\circ}C$의 연소가스를 약 $450^{\circ}C$까지 냉각시킬 수 있는 설계조건을 만족시켰다. 반면 유해가스 유동 결과 보일러 입구 부분의 상단부와 하단부에 부식성 가스 (SOx, HCl)의 영향으로 인하여 부식 및 클링커 생성이 보일러의 다른 위치보다 쉽게 발생될 것으로 예상된다. 이로 인해 보일러 내 외관벽의 부식으로 보일러의 수명 단축 및 효율적인 폐열을 재활용 할 수 없다고 예상된다. 이에 따른 저온 및 고온 부식 방지대책에 대한 세심한 고려가 필요하다 하겠다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.85-91
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• 2023

본 연구에서는 GT24 가스터빈의 1단 연소기인 EV버너를 대상으로 수소연료 혼소에 대한 화염거동, 연소 진동 및 NOx 배출 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 수소 혼소율이 증가할수록 NOx 배출 농도가 증가하는 결과를 확인하였다. 이러한 변화는 연료 밀도 변화로 인한 침투깊이 변화, 화염전파속도 증가에 따른 화염위치 변화에 기인한 연료 혼합도 감소와 연소진동으로 인한 시간적 혼합도 섭동 영향이 복합적으로 작용한 결과로 판단되었다. 1.3~3.1bar 범위의 가압 시험을 통해 고압 운전 조건의 NOx 배출 특성을 예측하고 이를 토대로 천연가스용 EV 버너의 수소혼소 한계를 평가하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.619-625
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• 2015

스월 인젝터는 액체로켓 엔진에서의 연료 분사 장치로 널리 사용되고 있으며, 이에 따른 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 특히 연소 불안정 문제를 해결하는 것은 모든 종류의 액체로켓 엔진에서 필수적이다. 본 연구에서는 연소불안정을 해결하기 위한 기초 연구로 오픈형 스월 인젝터에 대한 수류실험을 수행하였다. 인젝터로 유입되는 작동유체에 압력 섭동을 발생시키고, 그에 따른 응답특성을 실험적으로 파악하였다. 또한, 인젝터 스월 챔버의 길이와 지름을 변화시킴으로써 인젝터 구조의 변화에 따른 응답 특성의 변화를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권2호
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• pp.264-274
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• 1997

A numerical analysis on condensation and coagulation of the metallic species with fly ash particles pre-existing in an incinerator was performed. Waste was simplified as a mixture of methane, chlorine, and small amounts of Pb and Sn. Vapor-phase amounts of Pb- and Sn -compounds were first calculated assuming a thermodynamic equilibrium state. Then theories on vapor-to-particle conversion, vapor condensation onto the fly ash particles, and particle-particle interaction were examined and incorporated into equations of aerosol dynamics and vapor continuity. It was assumed that the particles followed a log-normal size distribution and thus a moment model was developed in order to predict the particle concentration and the particle size distribution simultaneously. Distributions of metallic vapor concentration (or vapor pressure) were also obtained. Temperature drop rate of combustion gas, fly ash concentration and its size were selected as parameters influencing the discharged amount of metallic species. In general, the coagulation between the newly formed metal particles and the fly ash particles was much greater than that between the metal particles themselves or between the fly ash particles themselves. It was also found that the amount of metallic species discharged into the atmosphere was increased due to coagulation. While most of PbO vapors produced from the combustion were eliminated due to combined effect of condensation and coagulation, the highly volatile species, PbCl$_{2}$ and SnCl$_{4}$ vapors tended to discharge into the atmosphere without experiencing either the condensation or the coagulation. For Sn vapors the tendency was between that of PbO vapors and that of PbCl$_{2}$ or SnCl$_{4}$. To restrain the discharged amount of hazardous metallic species, the coagulation should be restrained, the number concentration and the size of pre-existing fly ash particles should be increased, and the temperature drop rate of combustion gas should be kept low.