• International Journal of Automotive Technology
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2006

The ignition delay of a dual fuel system has been numerically investigated by adopting a constant volume chamber as a model problem simulating diesel engine relevant conditions. A detailed chemical kinetic mechanism, consisting of 28 species and 135 elementary reactions, of dimethyl ether (DME) with methane ($CH_{4}$) sub-mechanism has been used in conjunction with the multi-dimensional reactive flow KIVA-3V code to simulate the autoignition process. The start of ignition was defined as the moment when the maximum temperature in the combustion vessel reached to 1900 K with which a best agreement with existing experiment was achieved. Ignition delays of liquid DME injected into air at various high pressures and temperatures compared well with the existing experimental results in a combustion bomb. When a small quantity of liquid DME was injected into premixtures of $CH_{4}$/air, the ignition delay times of the dual fuel system are longer than that observed with DME only, especially at higher initial temperatures. The variation in the ignition delay between DME only and dual fuel case tend to be constant for lower initial temperatures. It was also found that the predicted values of the ignition delay in dual fuel operation are dependent on the concentration of the gaseous $CH_{4}$ in the chamber charge and less dependent on the injected mass of DME. Temperature and equivalence ratio contours of the combustion process showed that the ignition commonly starts in the boundary at which near stoichiometric mixtures could exists. Parametric studies are also conducted to show the effect of additive such as hydrogen peroxide in the ignition delay. Apart from accurate predictions of ignition delay, the coupling between multi-dimensional flow and multi-step chemistry is essential to reveal detailed features of the ignition process.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제3권3호
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• pp.243-257
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• 2016

The increase of air traffic volume has brought an increasing amount of issues related to carbon and NOx emissions and noise pollution. Aircraft manufacturers are concentrating their efforts to develop technologies to increase aircraft efficiency and consequently to reduce pollutant discharge and noise emission. Ultra High By-Pass Ratio engine concepts provide reduction of fuel consumption and noise emission thanks to a decrease of the jet velocity exhausting from the engine nozzles. In order to keep same thrust, mass flow and therefore section of fan/nacelle diameter should be increased to compensate velocity reduction. Such feature will lead to close-coupled architectures for engine installation under the wing. A strong jet-wing interaction resulting in a change of turbulent mixing in the aeroacoustic field as well as noise enhancement due to reflection phenomena are therefore expected. On the other hand, pressure fluctuations on the wing as well as on the fuselage represent the forcing loads, which stress panels causing vibrations. Some of these vibrations are re-emitted in the aeroacoustic field as vibration noise, some of them are transmitted in the cockpit as interior noise. In the present work, the interaction between a jet and wing or fuselage is reproduced by a flat surface tangential to an incompressible jet at different radial distances from the nozzle axis. The change in the aerodynamic field due to the presence of the rigid plate was studied by hot wire anemometric measurements, which provided a characterization of mean and fluctuating velocity fields in the jet plume. Pressure fluctuations acting on the flat plate were studied by cavity-mounted microphones which provided point-wise measurements in stream-wise and spanwise directions. Statistical description of velocity and wall pressure fields are determined in terms of Fourier-domain quantities. Scaling laws for pressure auto-spectra and coherence functions are also presented.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2171-2180
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• 1991

본 연구에서는 구심터어빈의 설계시 많이 사용되고 있는 NASA의 안내깃 및 회 전익 손실모델들을 이용하여 PR과 K를 실험에 의존하지 않고 구하는 방법을 제시하고 자 한다. 그리고 이 방법을 가변 안내깃이 존재하거나 없는 가상의 구심터빈에 대하 여 탈설계 성능해석을 하여, 본 방법이 기존에 알려진 실험 현상과 유사한 경향을 보 이는지를 알아보기로 한다. 또한 안내깃이 있는 경우에 대하여 기존의 알려진 탈설 계 성능 예측용 프로그램과의 비교를 통하여 본 연구의 해석방법을 간접적으로 검증하 기로 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.485-496
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• 2015

본 논문은 와류 유동이 존재하는 케로신/공기 화염 자발광 특성을 실험적 접근방법으로 수행한 연구이다. 한국형 발사체 액체로켓엔진에 적용되는 Jet A-1 을 사용하였고, 와류 세기 영향을 파악하기 위해 세 가지의 스월러를 적용해 실험을 진행하였다. 와류 세기, 연소 공기온도 변화에 따른 화염 자발광을 분광기를 활용하여 계측하였다. 자발광 스펙트럼에서 $OH^*$, $CH^*$, $C_2{^*}$등의 라디칼에 의한 화학발광 특성을 파악하였다. 케로신 화염의 화학발광 세기는 와류 세기에 민감한 반응을 보였으며, 연소 공기온도에 의한 영향은 적게 받았다. 특히 $C_2{^*}$ 화학발광 방출 세기는 와류 세기와 당량비 변화에 민감하게 반응하였다. 화염 특성을 파악하기 위해 각 라디칼 세기 비로 데이터를 분석한 결과, $I_{OH^*}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 공기 유량 변화에 의한 당량비 변화를 지시하기가 적합하며, $I_{C_2{^*}}/I_{CH^*}$ 화학발광 세기 비는 연료 유량변화에 따른 당량비 변화를 지시하기에 적합하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.491-501
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• 2011

국내에서 널리 사용되는 500 MW급 미분탄 화력발전에서 2개의 PM (pollution minimum) 버너의 최적 운전 범위를 확인하기 위하여 DPM (discrete phase model)을 활용하여 수치계산을 수행하였다. 본 연구는 저가의 아역청탄의 활용 증진을 위하여 다양한 조건에서 탄 종별로 연구를 수행하는데 그 목적이 있다. 탄 종별로 미분탄의 질량 유량, 1차 공기의 질량 유량, 그리고 미분탄의 입자 크기 분포를 달리하여 공기/석탄의 분배비의 영향을 조사하였다. 이러한 매개변수에 관하여 PM 버너에서의 공기/석탄의 분배비의 최적운전조건을 도출하고 이에 대해 논의하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권5호
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• pp.353-363
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• 2017

부하변동과 외란에 따른 관류보일러 물-증기 계통의 동적 거동을 물리적 모델링 접근방법으로 모사하였다. 본 논문에서는 수관의 질량, 에너지와 운동량 방정식을 고려한 아임계 영역의 동적 모사를 보고한다. 500MWe 급의 절탄기, 증발기와 과열기로 이루어진 단순한 보일러 시스템을 가정하였고, 증발기 모델링은 참고문헌 데이터와 검증을 진행 하였다. 이 시스템에 대하여 외란에 따른 정량적 응답특성을 살펴보았다. 또한, 수연비(증기량과 연료의 유량비)가 설계조건과 크게 다른 탈 설계 운전 사례에 대한 보일러 시스템의 동적 응답평가를 진행 하였다. 그 결과를 통해 적절한 수연비의 제어와 재순환 시스템과 분무 감온기 설계의 중요성이 재확인 되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.64-70
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• 2005

본 논문에서는 충돌형 분사기를 장착한 연료 과잉 가스발생기에서 수행한 설계점 및 탈설계점 연소시험의 전반적인 결과에 대하여 논하였다. 가스발생기는 충돌형 분사기와 추진제 공급 메니폴드로 구성된 분사기 헤드, 물냉각 채널을 가진 연소실, 혼합을 증가시키는 turbulence ring, 온도 및 압력을 측정하는 링, 그리고 노즐로 구성되었다. 여러 운영조건에서 연소시험은 성공적이었으며 가스발생기 손상은 발생하지 않았다. 체류시간 4～6msec 정도에는 출구온도변화가 거의 없었지만 압력변동에 따라 출구온도는 변하였다. 측정되는 압력, 유량 그리고 노즐목 크기로 계산한 연소효율는 출구에서 측정한 온도의 제곱근에 비례하는 관계식을 저 혼합비 가스발생기에서도 갖고 있었다. 가스발생기의 O/F 비 변화에 가장 민감하게 출구온도가 변화하였으며 이에 대한 관계식을 도출하여 향후 설계 기초 자료로 활용되게 하였다.

• 한국농공학회지
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• 제24권2호
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• pp.76-88
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• 1982

The stream morphological characteristics of a basin have important influence upon the analysis of runoff. In this study, the laws of stream morphology-the law of average stream fall and the law of least rate of potential energy expenditure-which were derived based on the analogy of entropy in thermodynamics are introduced and their validity is analysised with the data taken from the topographic maps covering the whole Geum River system. The first law is the Law of Average Stream Fall which states that under the dynamic equilibrium condition the ratio of average fall between any two different order stream in the same river basin in unity. The second law is the law of least rate of energy expenditure which states that all natural streams are intended to choose their own course of flow such that the rate of potential energy loss per unit mass of water this course is a minimum. The parameters representing the morphological characteristics of 13 tributaries in the Geum River system such as stream bifurcation ratio and stream concavity were Computed from the Horton-Strahler's laws and are used to check the law of average stream fall. The result showed that the law of average stream fall agrees reasonably well with law of Horton-Strahler. Concavity of a river basin is shown to be the determinative factor to the formation of a stream system. Concavity of a river basin is shown to be the determinative factor to the formation of a stream system. Based on Horton's Law and the law of average stream fall, longitudinal stream profiles can be calculated.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.149-152
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• 2008

30톤급 액체로켓엔진 실물형 연소기의 형상에 따른 연소특성속도에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 연소기의 형상은 연소기 헤드와 분리가 가능한 내열재 및 채널 냉각형 연소실(${\varepsilon}$=3.2), 그리고 일체형인 팽창비가 각각 3.5와 12인 재생냉각형 연소기이다. 연소압력은 약 53${\sim}$60 bar 그리고 추진제 유량은 약 89 kg/s이고, 적용된 분사기는 리세스수가 1.0인 동축 와류형이다. 설계점 연소시험에서 팽창비가 12인 일체형 재생냉각 방식의 연소기가 가장 큰 연소특성속도를 보였는데 이는 추진제인 케로신이 분무되기 전 챔버 냉각으로 인한 온도 상승에 따른 엔탈피의 증가 및 연소압력의 증가에 기인한 것이다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권6호
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• pp.589-599
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• 2016

Implemented since 2004, TPLC (Total Pollution Load Control) is the most powerful water-quality protection program. Recently, uncertainty of prediction using steady state model increased due to changing water environments, and necessity of a dynamic state model, especially the watershed model, gained importance. For application of watershed model on TPLC, it needs to be feasible to adjust the relationship (mass-balance) between discharged loads estimated by technical guidance, and arrived loads based on observed data at the watershed outlet. However, at HSPF, simulation is performed as a semi-distributed model (lumped model) in a sub-basin. Therefore, if the estimated discharged loads from individual pollution source is directly entered as the point source data into the RCHRES module (without delivery ratio), the pollutant load is not reduced properly until it reaches the outlet of the sub-basin. The hypothetic RCHRES generated using the HSPF BMP Reach Toolkit was applied to solve this problem (although this is not the original application of Reach Toolkit). It was observed that the impact of discharged load according to spatial distribution of pollution sources in a sub-basin, could be expressed by multi-segmentation of the hypothetical RCHRES. Thus, the discharged pollutant load could be adjusted easily by modification of the infiltration rate or characteristics of flow control devices.