• 대한기계학회논문집
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• 제16권12호
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• pp.2385-2394
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• 1992

본 연구에서는 1차원, 2상 모델중 K.K.Kuo의 2상 유체역학 모델을 사용하여 유동을 수치해석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권10호
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• pp.1193-1201
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• 2004

The effect of equivalence ratio and fuel/air mixing quality on the phase-resolved gas temperatures at different phases of the oscillating pressure cycle was experimentally investigated. An atmospheric pressure, optically accessible and laboratory-scale dump combustor operating on methane with heat release rate of 1.59kW was used. Temperature measurements were made using coherent anti-Stokes Raman spectroscopy (CARS) at several spatial locations fur typical unstable combustion conditions. Analysis was conducted using parameters such as phase-resolved averaged temperature, normalized standard deviation and temperature probability distribution functions (PDFs). Also the probability on the occurrence of high temperature (over 1900K) was investigated to get the information on the perturbation of equivalence ratio and NOx emission characteristics. It was shown that most of temperature histograms exhibit Gaussian profile which has short breadth of temperature fluctuation at equivalence ratio of 0.6, while beta profile was predominant for the cases of other equivalence ratios (${\Phi}$=0.55, 0.50). It was also shown that phase-resolved averaged temperature oscillated in phase with pressure cycle, while normalized standard deviations which represent temporal turbulent intensity of temperature showed nearly constant value around 0.1. The characteristics on the occurrence of high temperature also displayed periodic wave form which was very similar to the pressure signal. And the amplitude of this profile went larger as the fuel/air mixing quality became poorer. These also provided additional information on the perturbation of equivalence ratio at flame as well as NOx emission characteristics.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.274-280
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• 2005

광학적 접근이 가능한 대기압, 실험용 덤프 연소기에서 실험적 연구를 수행하였다. 본 연구의 목적은 불안정 연소 동안 주기적으로 변하는 압력 사이클의 위상에 따른 온도를 측정함에 있다. 특히, 연소 불안정에 영향을 미치는 연료/공기의 혼합정도가 온도특성에 미치는 효과를 살펴보기 위해 반 스톡스 라만 분광학을 이용하였다. 본 논문에서는 위상에 따른 평균온도, 표준 오차, 확률 밀도함수 및 1900K 이상의 고온이 발생할 확률에 대한 결과가 제시되어있다. 실험결과에 대해 간략히 살펴보면, 압력위상에 따른 평균온도는 압력위상과 거의 동일 위상을 가짐을 확인할 수 있었고, 평균온도의 최대-최소 차이는 연료/공기 혼합이 양호할수록 작아지는 것을 발견할 수 있었다. 온도 확률밀도 함수는 화염 거동과 질소산화물 배출 특성에 대한 기본 자료를 제시해 주었다. 이러한 결과들은 궁극적으로 연소 불안정 발생 메커니즘과 열-음향학적 상호작용을 이해함에 있어 중요한 역할을 할 것으로 기대된다 하겠다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.28-37
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• 2002

음향불안정을 억제하는 수동제어기구중 하나인 음향공의 음향학적 효과를 파악하기 위해, 음향공이 장착된 로켓엔진 연소실의 음향장 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 음향공 모델로서 Helmholtz 형태의 공명기가 채택되었고, 조화해석을 통해 주로 음향공에 의해 야기되는 음향학적 효과를 관찰하였다. 음향공의 음속을 조정하여 동조주파수를 변화시켜가면서 가진음원에 대한 연소실의 음향진동 응답을 구하고, 제1접선방향 음향모드의 감쇠인자를 구하였다. 동조주파수가 제1접선방향 음향모드의 공진주파수에 접근함에 따라 모드분할 현상이 나타났고, 이로인해 음향공을 본래의 제1접선방향 음향모드에 동조시키더라도 음향감쇠효과가 저하됨을 알았다. 모드분할 현상과 분할된 각 모드의 감쇠인자 및 음향 에너지 분포를 고려하였으며, 이를 토대로 효과적인 감쇠를 위해서는, 억제하고자 하는 음향모드로부터 모드분할 현상이 나타나지 않으면서 그 음향모드의 감쇠효과를 극대화하도록 음향공을 동조시키는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.65-72
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• 2006

Experiments in methane-air low strain rate counterflow diffusion flames diluted with nitrogen have been conducted to study the behavior of flame extinction and edge flame oscillation in which flame length is less than the burner diameter and thus lateral conduction heat loss in addition to radiative heat loss could be remarkable at low global strain rates. Critical mole fraction at flame extinction is examined with velocity ratio and global strain rate. Onset conditions of edge flame oscillation and flame oscillation modes are also provided with global strain rate and added nitrogen mole fraction to fuel stream (fuel Lewis number). It is seen that flame length is closely relevant to lateral heat loss, and this affects flame extinction and edge flame oscillation considerably. Edge flame oscillations in low strain rate flames are experimentally described well and are categorized into three: a growing oscillation mode, a decaying oscillation mode, and a harmonic oscillation mode. The regime of flame oscillation is also provided at low strain rate flames. Important contribution of lateral heat loss even to edge flame oscillation is clarified.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.9-15
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• 2000

Characteristics of lifted flames for highly diluted propane and methane with nitrogen in coflowing air is experimentally investigated. In case of propane, for various fuel mole fractions and jet velocities, three distinctive types of flames are observed; nozzle attached flames, stationary lifted flames, and oscillating lifted flames. When fuel jet velocity is much smaller than coflow velocity, the base of nozzle attached flame has a tribrachial structure unlike usual coflow difusion flames. Based on the balance mechanism of the propagation speed of tribrachial flame with flow velocity, jet velocity is scaled with stoichiometric laminar burning velocity. Results show that there exists two distinctive lifted flame stabilization; stabilization in the developing region and in the developed region of jets depending on initial fuel mole fraction. It has been found that lifted flame can be stabilized for fuel velocity even smaller than stoichiometric laminar burning velocity. This can be attributed to the buoyancy effect and flow visualization supports it. Lifted flames are also observed for methane diluted with nitrogen. The lifted flames only exist in the developing region of jet.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권12호
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• pp.1352-1359
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• 2005

Unsteady simulations were performed to investigate the flame structure and the dynamic behavior of a premixed flame exposed to the wall heat loss. A 3-step global reaction mechanism was adopted in this study. Simulations were performed for two tube combustors with inner diameters($d_i$) of 1mm and 4mm. The material of tube combustor was assumed to be a Silicon Nitride($Si_{3}N_4$). The heat loss from the outer tube wall was controlled by adjusting the amount of convective and radiative heat loss. A conical premixed flame could be stabilized inside a tube of $d_i=4mm$. The flame stability inside a tube of $d_i=4mm$ combustor was not much sensitive to the amount of heat loss. In case of a tube of $d_i=1mm$, an oscillating flame was observed in very low heat loss condition and a flame could not be sustained in realistic heat loss condition.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.638-644
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• 2015

This paper describes the continuing effort to analysis and design on dynamic and electrical behavior of gamma-type free piston Stirling engine/generator with dual-opposed linear generator for domestic micro-CHP (Combined Heat and Power) system. The double acting Stirling engine/generator has one displacer and two power piston which are supported by flexure springs. Two power pistons oscillate with symmetric sinusoidal displacement and are connected with moving magnet type linear generators for power generation. To operate Stirling engine/generator, combustion heat of natural gas is supplied to hot-end and heat is rejected from cold-end by cooling water. The temperature difference across the displacer induces the oscillating motion, and it can be explained with mass-spring vibration system. The purpose of this paper is to describe the design process of linear generator for the double acting free-piston Stirling engine.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.79-87
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• 2002

로켓엔진에서 발생하는 음향 불안정성의 정성적 경향성을 파악하기 위해 축대칭 연소실에서의 음향파 응답 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 주로 작동조건의 변화와 외부교란의 가진 주파수 변화에 따른 응답 특성을 계산하였다. 외부교란으로 연소실 입구부분의 전압이 정현파 형태로 섭동하도록 인위적으로 부여하였다. 음향 응답의 정성적 경향성이 유지되는 범위내에서, 분무 연소과정에 수반되는 여러 가지 물리 화학적인 과정들을 단순화하였다. 먼저, 주어진 작동조건에서 정상상태의 연소장을 구하고, 다음 단계로 압력섭동에 대한 연소장의 거동을 시간의 경과에 따라 구하였다. 작동조건의 변화에 따른 음향파 응답의 계산 결과, 반응 지역에서 약한 강도의 화염이 형성되는 경우 민감한 응답이 나타나 불안정안 압력분포를 나타냈다. 또한, 가진되는 압력 섭동의 주파수에 따라 응답 특성이 변하였고, 특히 높은 가진 주파수의 압력 섭동에 대해서 불안정한 응답이 나타났다. 해석 결과로 나타난 거시적 현상의 이해를 돕기위해, 기존의 화염소 모델을 채택한 음향파 응답 연구 결과와의 상관성을 찾아 본 해석 결과를 분석하였다.