• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.12-23
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• 2021

이 연구에서는, 모델 가스 터빈 연소기에서 발생하는 저선회 인젝터와 강선회 인젝터의 열-음향불안정성을 비교하고 있다. 인젝터 형태에 다른 불안정한 거동의 비교를 위하여, 다양한 당량비와 연소실 길이의 광범위한 범위의 실험이 수행되었다. 실험 결과, 연소기에서 발생된 대부분의 불안정성은 종-방향 불안정성이라는 것이 확인되었다. 또한, 강선회 인젝터가 저선회 인젝터에 비하여 더 넓은 연소실 길이 영역에서 강한 연소 불안정성이 발생됨이 발견되었다. 저선회 인젝터의 막힘률은 전체적인 거동 측면에서 큰 의미를 보이지 않았다. 또한, 인젝터의 형태에 무관하게 연소실 길이가 동일한 경우에 연소 불안정성이 발생한 경우에는 불안정성의 특성이 유사함이 발견되었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 대한연소학회 2003년도 제27회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.83-88
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• 2003

The concept of lean-premixed combustion in gas turbine combustor operation has become a standard in recent years as an effective means to meet stringent environmental standards on NOx emissions. Various types of air-fuel premixer, which affect greatly NOx emission and stability of lean-premixed low NOx combustor, were investigated experimentally to reduce the NOx emission. One type of the premixers is selected by experiments and applied it to 70kW class lean-premixed gas turbine combustor. The exit temperature and emissions of CO and NOx were measured with equivalence ratios at ambient pressure. From the results, the emissions of CO and NOx were influenced by the type of air-fuel premixer. As the mixing length of air and fuel is longer, the NOx and CO emission were decreased in the primary reaction zone. Compared with of conventional combustor, the lean-premixed low NOx combustor has low NOx emission characteristics.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.445-449
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• 2005

혼합 acoustic-convective 모드 연소불안정과 스피커를 이용한 능동제어의 가능성에 대한 연구를 수행 하였다. 유입속도, 연소실 길이, 당량비를 변화시켜 가면서 동압과 화염구조를 동시 측정하였다. 유입속도와 연소실 길이는 덤프 연소기에서의 와류 생존시간에 영향을 주기 때문에, 연소길 길이가 길어질수록 그리고 유입속도가 작아질수록 연소불안정의 주파수는 작아지고, 동압에서 얻어진 최대 전력스펙트럼밀도 또한 전반적으로 작아지는 경향을 보였다. 당량비에 따라 불안정의 강도와 주파수 특성도 변했는데, 당량비의 증가에 따라 불안정 주파수와 연소불안정 강도는 증가하는 경향을 나타내었다. 폐루프 방식의 제어를 통하여 스피커를 이용한 능동제어는 이러한 혼합 acoustic-convective 모드 연소불안정으로 발생하는 와류의 발전을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.55-61
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• 2004

Numerical simulations were conducted in a rectangular scramjet combustor with a cavity and/or a step in order to investigate their performances for flame-holding. Flow structures and OH radical profiles in the cavity and the step were calculated. The calculated results showed that the cavity generated a larger recirculation zone than the step that had the same depth. Additionally, the combustor with a cavity could make a large low-velocity area than the combustor with a step. The cavity performance was determined by its depth and length. The cavities with too large or too short length did not work effectively, and a certain aspect ratio showed high performance for flame-holding. There was a minimal depth under which the cavity did not work as flame-holder. The fuel injections upstream the cavity and inside the cavity were also tested to investigate the effects on the cavity performance. The result showed that the fuel injection inside the cavity reduced reaction areas and residence time. Therefore, the upstream injection was preferable to the inside injection.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.595-598
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• 2011

이중 연소 램제트(DCR) 엔진의 주 연소기에서 초음속 연소 현상을 수치해석을 동하여 연구하였다. 초음속 연소 유동은 유동의 압축성 효과에 연소 안정성이 크게 영향 받으므로, 일정 단면적 부분의 길이 및 확산 각에 대한 영향을 살펴보았다. 동일한 입구 조건에서의 해석의 결과 이중 연소 램제트 엔진 연소기의 연소 유동은 기본적으로 난류 부상 화염의 특징을 가짐을 알 수 있었으며, 부상 화염의 높이는 초음속 확산각이 작고 일정 단면적 부분이 긴 경우, 분사기 가까이 유지되만, 확산각의 변화에 심하게 영향 받아 작은 변화에도 부상화염의 높이가 크게 증가하거나 연소기 밖으로 blow-out 되므로, DCR 연소기의 설계에는 화염의 안정성이 충분히 고려되어야 함을 알 수 있었다.

• 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.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제7권3호
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• pp.187-202
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• 2020

The exhaust nozzle serves back pressure of Pulse detonation combustor, so combustion chamber gets sufficient pressure for propulsion. In this context recent researches are focused on influence of nozzle effect on single cycle detonation wave propagation and propulsion performance of PDE. The effects of various nozzles like convergent-divergent nozzle, convergent nozzle, divergent nozzle and without nozzle at exit section of detonation tubes were computationally investigated to seek the desired propulsion performance. Further the effect of divergent nozzle length and half angle on detonation wave structure was analyzed. The simulations have been done using Ansys 14 Fluent platform. The LES turbulence model was used to simulate the combustion wave reacting flows in combustor with standard wall function. From these numerical simulations among four acquaint nozzles the highest thrust augmentation could be attained in divergent nozzle geometry and detonation wave propagation velocity eventually reaches to 1830 m/s, which is near about C-J velocity. Smaller the divergent nozzle half angle has a significant effect on faster detonation wave propagation.

• 에너지공학
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• 제20권4호
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• pp.338-345
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• 2011

희박예혼합 가스터빈 연소기에 적용되는 스월 유동은 연소효율증가와 배기가스저감을 목적으로 적용된 것로 연소기 내 유동장의 전단층생성에 의한 재순환영역이 생성되게 한다. 이러한 재순환영역은 연소가스 재순환에 의한 화염온도와 화염길이를 낮추는 효과를 가지고 있다. 또한 희박연소에서 연소불안정성 억제효과도 있다. 본 연구에서는 모형가스터빈연소기에서 스월러를 이용하여 스월유동을 유도하고, 연소기 노즐에서 평균속도가 일정 할 때의 스월수 증가에 따른 유동장의 속도분포 특성을 분석하였으며 이때 PIV 계측 실험과 난류통계기법을 이용하여 난류인자들을 도출하였다. 스월수의 증가는 연소기 내부 유동장의 형태가 바뀌게 되고, 재순환영역의 위치가 연소기 노즐방향으로 이동하게 되어 화염길이를 줄여 주며, 난류강도와 난류길이 스케일이 감소하게 되어 에디의 크기가 작아짐을 확인하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제20권6호
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• pp.896-904
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• 2006

In a liquid rocket engine, the role of gas-liquid scheme injector as an acoustic resonator or absorber is studied experimentally for combustion stability by adopting linear acoustic test. The acoustic-pressure signals or responses from the chamber are monitored by acoustic amplitude. Acoustic behavior in a rocket combustor with a single injector is investigated and the acoustic-damping effect of the injector is evaluated for cold condition by the quantitative parameter of damping factor as a function of injector length. From the experimental data, it is found that the injector can play a significant role in acoustic damping when it is tuned finely. The optimum tuning-length of the injector to maximize the damping capacity is near half of a full wavelength of the first longitudinal overtone mode traveling in the injector with the acoustic frequency intended for damping in the chamber. When the injector has large diameter, the phenomenon of the mode split is observed near the optimum injector length and thereby, the acoustic-damping effect of the tuned injectors can be degraded.