• 한국자동차공학회논문집
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• 제7권8호
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• pp.24-33
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• 1999

This paper investigate the effects of the variations of engine operation condition in the flame kernel formation and developmnet . A model for calculating the initial kernel development in spark ignition engines is formualted. It considered input of electrical energy, combustion energy release and heat transfer to the spark plyg, cylinder head, and unburned mixture. The model also takes into accounts strain rate of initial kernel and residual gas fraction. The breakdown process and the subsequent electrical power input initially control the kernel growth while intermediate growth is mainly dominated by diffusion or conduction. Then, the flame propagates by the chemical energy and turbulent flame expansion. Flame kernel development also influenced by engine operating conditions, for example, EGR rate, air-fuel ration and intake manifold pressure.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권6호
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• pp.167-177
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• 2003

In this study, a mathematical nonlinear dynamic model is introduced to predict the damping force of automotive shock absorber. And 11 design parameters were proposed for the sensitivity analysis of damping force. Design parameters consist of 5 piston valve design parameters, 5 body valve design parameters and 1 initial pressure of reservoir chamber air. All of these design parameters are main design parameters of shock absorber in the procedure of shock absorber design. The simulation results of this paper offer qualitative information of damping force variation according to variation of design parameters. Therefore, simulation results of this paper can be usefully use in the design procedure of shock absorber

• 한국자동차공학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.34-41
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• 1993

In order to reduce harmful substances such as particulates and nitric oxides emitted from diesel engine, man kinds of methodology like high pressure spray of diesel fuel oil, exhaust gas recirculation, emulsified fuel usage and dual fuelling have been studied. Dual fuelling of a diesel engine with hydrogen which is well-known as the clean fuel and has excellent combustibility is expected to be effective in reducing harmful substances from diesel engine. This experimental study was conducted to investigate the effect of premixed hydrogen with intake air on the performance and particulate emission characteristics using a single cylinder, prechamber type diesel engine. As a result, it was clarified that a hydrogen-premixed diesel engine can be operated in the state of lower particulate emission and slightly aggravated fuel economy, compared with the conventional diesel engine.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1160-1164
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• 2017

본 연구에서는 루츠 펌프와 스크류 펌프를 이용한 진공 펌프 시스템을 이용해, 1 kg/s의 공기가 공급되는 시험장치에서 챔버 내의 압력을 2500 Pa로 유지할 수 있는 고도모의 시험장치를 설계하였다. 설계를 위해, 저유량의 공기 공급 조건에서, 소정의 펌프 조합을 이용해 실험을 수행하였다. 이를 통해, 1 kg/s급의 유량이 공급되는 시험장치를 위해서는 11대의 루츠 펌프와 33대의 스크류 펌프가 필요하다는 것을 확인할 수 있었다. 실험 결과를 이론 예측 결과와 비교하였다. 하지만, 이론적으로 예측한 흡입 유량은 실험 결과보다 20 %에 가깝게 많게 나왔다. 이는 조합 실험시, 루츠 펌프 전후단에 걸리는 차압이 높아서 발생한 것으로 여겨진다. 따라서 앞에서 제시한 것보다 더 많은 스크류 펌프를 설치할 경우, 보다 높은 진공도를가지는 시스템의 구축이 가능해질 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.115-121
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• 2008

A core engine for pre-cooled turbojet engines is designed and its component performances are examined both by CFD analyses and experiments. The engine is designed for a flight demonstration of precooled turbojet engine cycle. The engine uses gas hydrogen as fuel. The external boundary including measurement devices is set within $23cm{\times}23cm$ of rectangular cross section, in order to install the engine downstream of the air intake. The rotation speed is 80000 rpm at design point. Mixed flow compressor is selected to attain high pressure ratio and small diameter by single stage. Reverse type main combustor is selected to reduce the engine diameter and the rotating shaft length. The temperature at main combustor is determined by the temperature limit of non-cooled turbine. High loading turbine is designed to attain high pressure ratio by single stage. The firing test of the core engine is conducted using components of small pre-cooled turbojet engine. Gas hydrogen is injected into the main burner and hot gas is generated to drive the turbine. Air flow rate of the compressor can be modulated by a variable geometry exhaust nozzle, which is connected downstream of the core engine. As a result, 75% rotation speed is attained without hazardous vibration and heat damage. Aerodynamic performances of both compressor and turbine are obtained and evaluated independently.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.981-984
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• 2011

에틸렌 연료의 이중모드 스크램제트 연소기에서 연소와 충격파 열 발생의 과도 과정을 고해상도 기법을 이용하여 수치적으로 연구하였다. 연료 분사 이후 질량 공급에 의한 아음속 유동 감속을 위하여 연소기 확장부에 조절용 공기를 공급한다. 공기와 연료가 충분히 혼합된 수 ms 이후 점화가 이루어지며, 압력 상승은 격리부에 흡입구 노즐까지 전진하는 충격파 열을 형성한다. 이후 후방 공기공급을 중단하면 배출 과정이 진행되면서 후방 공기 공급 이전 상태로 서서히 복원된다. 본 연구의 결과는 이중모드 스크램제트 연소기에서 작동 영역과 특징의 이해를 돕는 상세 과정을 보여주었다.

• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 한국분무공학회지
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• 제25권1호
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• pp.21-26
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• 2020

The objective of this work is to numerically reveal the effect of equivalence ratio change on the simultaneous reduction of NO_X and soot emissions from the simulated-EGR compression ignition engine containing CO₂. An experiment was conducted by using a single-cylinder common-rail injection system engine, an intake control system, and exhaust emissions analyzers. The numerical analysis results were validated under the same experimental conditions. To investigate the effect of equivalence ratio by simulated-EGR containing CO₂, the O₂, N₂, and CO₂ mole fraction were changed in the initial air conditions to the cylinder. The results were analyzed in terms of peak cylinder pressure, indicated mean effective pressure, indicated specific nitrogen oxide, and indicated specific soot. It was revealed that ignition delay characteristics and heat release rate (ROHR) characteristics were not significantly different according to the equivalence ratio. However, as the equivalence ratio increased from 0.68 to 0.83, the maximum combustion pressure and IMEP decreased by about 6.5% and 9.4%, respectively. In the case of ISFC, as is well known, the trend is opposite of IMEP. In the case of ISNO, as the equivalence ratio increased, less NO was generated, and as the equivalence ratio increased by 0.05, the ISSoot value of about 10% increased.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.470-475
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• 2017

Since the intake air of gas turbine engine of marine purpose contains water particles, inertial separator for separating the air and water particles are provided. Saw type and wave type separator are now used to separate inflow water particle from the gas. In this paper, the design parameters of saw type separator are studied by numerical simulations. Using the commercial CFD program, Star-CCM+, Lagrangian-Eulerian method was used to perform the analysis of two phase flow of the mist in the air. This method solves Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations in Eulerian framework for the continuous phase, while solves equation of motion for individual particles in Lagrangian framework. Lagrangian multiphase method was applied to monitor the particles of different sizes and shapes and to verify collision between particles by chasing particles. Water particles were injected through injectors located at the inlet of the separator and escape mode was used which assumes that the particles attached on the surface of inertial separator were removed from the simulation, effectively escaping the solution domain. Through the numerical computations with the inlet condition of constant water particle size in the wetness fraction of 85%, efficiency of eliminating the water particle and the pressure drop between the inlet and outlet were examined.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.90-98
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• 2002

본 연구는 선회유동과 연소인자가 9.4L인 터보과급 디젤엔진의 성능과 배기가스특성에 미치는 영향을 실험적으로 고찰하였다. 일반적으로 디젤엔진의 연소과정에서 선회유동은 분사되고 있는 연료와 흡칩공기의 혼합을 촉진시켜 줌으로써 엔진성능을 향상시키는데 매우 중요한 인자가 된다. 특히 터보과급 디젤엔진에서는 실린더내의 고온.고압가스로 인하여 연비와 NO$_{x}$ 농도는 서로 상반관계를 가지므로 적절한 용량의 과급기선정으로 흡.배기시스템, 분사시스템 및 연소실의 설계 등을 고려할 필요가 있다. 본 연구의 결과로서, 정상유동실험을 통하여 선회비가 증가함으로써 평균유량계수가 감소하고, 반면에 걸프 펙터가 증가함을 알 수 있었다. 또한 엔진실험을 통하여 흡기포트의 선회비 2.43, 분사시기 BTDC 13$^{\circ}$ CA, 압축비 16, 리앤트란트 5$^{\circ}$형 연소실, 노즐분공경 $\Phi$0.28*6 및 과급기 GT40(압축기 A/R 0.58, 터빈 A/R 1.19)의 적용인자가 최적의 성능 및 배기가스를 만족시킬 수 있었다.