• 대한기계학회논문집B
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• 제32권12호
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• pp.970-976
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• 2008

Characteristics of methane turbulent non-premixed flame have been studied experimentally in coflow jets with initial temperature variation. The results showed that the premixed flame model and the large-scale mixing model for turbulent flame stabilization were effective for methane fuel considered initial temperature variation. Especially, the premixed flame model has been improved by considering nitrogen dilution for the liftoff height of turbulent lifted flame. In estimating blowout velocity and the liftoff height at blowout with the premixed flame model and the large-scale mixing model, the two turbulent models were excellently correlated by considering the effect of physical properties and buoyancy for the initial temperature variation.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.279-282
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• 2006

이산화탄소를 첨가한 저 신장률 메탄-공기 대향류 확산화염에서 화염소화 거동과 에지화염 진동을 조사하기 위해 실험을 수행하였다. 화염소화 조건에서의 임계 몰분율을 속도비와 전체화염 신장률에 따라 분석하였다. 또한 에지화염 진동의 시작조건과 관련된 모드들을 전체화염 신장률에 따라 조사하였다. 화염길이는 측면방향 열손실과 밀접한 연관이 있으며, 측면방향 열손실은 화염소화와 에지화염 진동에 중대한 영향을 미친다. 에지화염의 진동 모드는 성장, 감쇠, 조화 세 가지로 분류된다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.10-19
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• 2012

연소불안정 현상을 제거하거나 효과적으로 제어하기 위해서는 화염구조에 대한 이해가 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 OH 자발광 및 He-Ne 레이저 광흡수 계측기법을 이용하여 연소불안정과 화염 구조사이의 상관관계에 대한 실험적 연구를 다양한 실험조건에서 수행하였다. 실험에서는 673 K로 가열된 swirl 형태로 공급되는 건조한 공기와 LNG($CH_4$) 연료를 사용하였으며 전체 당량비는 1.2 조건에서 속도를 25 ~ 70 m/s까지 바꾸어가며 실험을 수행하였다. 이를 통하여 연소불안정 현상이 낮은 속도조건과 높은 속도조건에서 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 낮은 속도조건의 불안정에서는 화염의 와동구조가 연소불안정현상에 영향을 끼친다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.367-376
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• 2012

연소불안정 현상을 제거하거나 효과적으로 제어하기 위해서는 화염구조에 대한 이해가 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 OH 자발광 및 He-Ne 레이저 광흡수 계측기법을 이용하여 연소불안정과 화염구조사이의 상관관계에 대한 실험적 연구를 다양한 실험조건에서 수행하였다. 실험에서는 673K로 가열되어진 swirl 형태로 공급되는 건조한 공기와 LNG(CH4) 연료를 사용하였으며 전체 당량비는 1.2 조건에서 속도를 25 ~ 70 m/s까지 바꾸어가며 실험을 수행하였다. 이를 통하여 연소불안정 현상이 낮은 속도조건과 높은 속도조건에서 발생하는 것을 확인할 수 있었고, 낮은 속도조건의 불안정에서는 화염의 와동구조가 연소불안정현상에 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.56-63
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• 2018

저선회 연소기에서는 노즐출구의 속도장과 예혼합화염의 전파속도 간 균형에 의해 화염이 부상되어 존재한다. 저선회 화염의 부상높이에 대한 이해는 연소기의 안정성 및 노즐팁의 열화와 관련하여 중요한 문제이다. 이전의 실험적 연구로부터 입구 속도의 증가에 따라 화염부상높이가 오히려 감소하는 현상이 관찰된 바 있다. 선회익을 통과하는 환형 유동과 난류생성판을 통과하는 중심유동 간의 복잡한 유동장을 규명하기 위하여, 입구 속도를 바꾸어가며 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 입구 속도에 따른 노즐 출구에서의 유동구조를 분석하여 실험에서 관찰된 비직관적 경향에 대한 정성적 설명을 도출하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.45-56
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• 2001

A constant volume combustion chamber is employed to investigate the initial flame kernel development and flame propagation of gasoline-air mixtures with various ignition systems, ignition energy and spark plug electrodes. To do this research, four ignition systems are designed and manufactured, and the ignition energy is controlled by varying the dwell time. Several kinds of spark plugs are also made to analyze the effects of electrodes on flame kernel development. The velocity of flame propagation is measured by the laser deflection method. The output laser beam from He-Ne laser is divided into three parallel beams by a beam splitter. The splitted beams pass through the combustion chamber. They are deflected when contacted with flame front, and the voltage signals from photodiodes change due to deflection. The results show that higher ignition energy raises the flame propagation speed especially under the fuel lean operation. The wider electrode gap, smaller electrode diameter and sharper electrode tip make the speed of the initial flame propagation faster. The speed of the initial flame propagation is affected by electrode material as well. Electrode material with lower melting temperature help the initial flame propagation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권9호
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• pp.1172-1177
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• 1999

Comparisons of measured turbulence properties in the unburned gas region of turbulent premixed flame stabilized by pilot flame, in cases of combusting and non-combusting flow conditions, are presented. Methane-air premixed jet at fuel equivalence ratio of 0.6 and 1.0 and Reynolds number of 7,000 was diagnosed using two-color laser velocimeter to obtain turbulence statistics. Same set of measurements was repeated at 21 locations within the unburned gas region of both combusting and non-combusting conditions. Velocity data were analyzed to evaluate the spatial distribution of turbulence properties including Reynolds stress, probability densities, joint probability densities and auto correlations. Contrary to assumptions of current theoretical models, significant influence of flame was observed in every property that was studied in the present investigation. The effective viscosity increased ten-fold when flame was on from cold flow values. The effect of mixing on joint probability as well as in turbulence intensity was suppressed by the flame. The measurements suggest that common assumptions of premixed flame model may result in sizable error in prediction of flame length and temperature distribution in near-field.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.303-306
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• 2011

본 연구에서는 연소 불안정성의 능동적 제어를 위해 정상초음파장이 예혼합화염의 거동에 미치는 영향을 규명하기 위한 실험 결과를 제시한다. 화염구조변이를 관찰하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 초기압력 및 연소챔버 개폐 유무에 따라 화염선단의 형태 및 화염 전파속도를 고찰하였다. 정상초음파장에 의한 화염선단의 찌그러짐이 관찰되었고, 반사파와 정상초음파의 영향으로 연꽃모양의 화염(lotus flame)이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권4호
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• pp.518-524
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• 1997

Experimental studies on combustion phenomena within a porous ceramic burner are reported. Main interest of the present work is to investigate fundamental flame behaviors and their effects on the burner operation. Due to high thermal capacity of the porous ceramic materials, the response of flame to burning condition changes is slow and thus to have a stabilized flame is quite difficult and takes much time. It is found that the temperature profile obtained at downstream of the flame zone is not much sensitive to the movement of flame and the speed of flame movement is less than 0.1 mm/sec for the conditions tested. With the premixed LPG/air flame imbedded within the porous ceramic burner, stable combustion regions and unstable combustion regions leading to blowoff or flashback phenomena are observed and mapped on flow velocity versus equivalence ratio diagram. For the development of burner operation technique which is more practical and safe, intermittent burning technique, where the fuel or/and air is supplied to the burner intermittently, is proposed as one of the flame control methods for the porous ceramic burner and tested in this study. Through the experiment, it is realized that the proposed method is acceptable in respect to burner performance and give much flexibility in the operation of porous ceramic burner.

• 한국안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.70-77
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• 2012

Experimental investigations were performed to examine the characteristics of propagating flame fronts around multiple bars within a rectangular chamber. The explosion chamber is 400 mm in height, $700{\times}700mm^2$ in cross-section and has a large top-venting area, $A_v$, of $700{\times}210mm^2$. This results in a value of 0.44 for $A_v/V^{2/3}$ and a L/D value of 0.57. The multiple obstacles of length 700 mm with a blockage ratio of 30 % were placed within the chamber. Temporally resolved flame front images were recorded by a high speed video camera to investigate the interaction between the propagating flame and the obstacles. Results showed that the flame propagation speeds before the flame impinges onto the obstacle almost equal to the laminar burning velocity. As the propagating flame impinged on the obstacle, the central region of flame began to become concave, this resulted in the flame deceleration in the region. As the flame interacted with the modified flow filed generated behind the central obstacle, the probability density functions(PDFs) of the local flame displacement speed were extensively distributed toward higher speeds.