• 제목/요약/키워드: Phase Doppler Measurement

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PIV 및 PDA 계측에 의한 소형 액체로켓엔진 인젝터의 분무특성 연구 (A Study on the Spray Characteristics of Small LRE Injector through PIV and PDA Measurements)

  • 김진석;정훈;김정수;박정;김성초;최종욱;장기원
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.63-67
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    • 2006
  • Spray characteristics of an injector employed in mono-propellant hydrazine thrusters were investigated by PIV(particle image velocimetry) and PDA(phase Doppler anemometry) techniques. The instantaneous plane images captured by PIV measurement were examined in order to judge the pass-fail criteria of spray injection performance according to the specific pressure supplied. PDA technique was also applied to measure the velocity and droplet size of spray which were not obtainable by PIV measurement. The objective of this experimental study is the evaluation of the injector performance which may be utilized for the design of brand-new injector through the clear understanding of spray characteristics.

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평면 이미지 기법을 이용한 분무 특성 해석 (The Spray Characterization Using Planar Imaging Technique)

  • 이경진;정기훈;윤영빈;정경석;정인석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권1호
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    • pp.93-101
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    • 2000
  • The characteristics of spray nozzle have been quantified with the measurement of fluorescence and Mie scattering images. To correct the attenuation of the incident light sheet, a sequential double-pass light sheet system and the geometrical averaging of two images was implemented. Quantitative mass flux distribution of spray was obtained from fluorescence image. 3-D image is reconstructed using 2-D radial images. Sauter mean diameter (SMD) distribution was determined using the ratio of fluorescence signal intensity and Mie scattering signal intensity and the values were quantified with PDP A data. The measurement of mass flux and SMD using planar imaging technique agee with PDP A data fairly well in the low density region. However, in dense region, there are significant errors caused by secondary scattering. It was found that the planar imaging technique provides many advantages over the point measurement technique, such as PDP A, and can be implemented for quantitative measurement, especially in low density region.

스월유동이 분무특성에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on the Effect of Swirl Flow on Spray Characteristics)

  • 최승환;전충환;장영준
    • 한국분무공학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.14-20
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    • 2002
  • It is well known that the flow and spray characteristics is critical factor on the performance and emission of a direct injection diesel engine. So this study aims to investigate the interaction of flow and spray characteristics. At first, in cylinder flow distributions in swirl adaptor for 4-valve cylinder head of DI Diesel engine were investigated under steady conditions for different SCV angles mounted on the cylinder head with steady rig test and 2-D LDV. And the in-cylinder flow was quantified in terms of mean flow coefficient and swirl ratio/tumble ratio. It was found that the swirl ratio is controlled between 2.3 and 3.8. Then spray characteristics of the intermittent injection were investigated. PDA system was utilized for measurement of a droplet size and velocity. The analyses of the PDA results are carried out with Time Dividing Method. It was found that there is a correlation between the swirl flow and SMD. The droplet size and the velocity were nearly constant value with each SCV angle. And the swirl ratio is higher, SMD smaller. The swirl ratio was helpful factor to the atomization of droplet.

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호흡 및 심박수 측정을 위한 비접촉 방식의 CW 바이오 레이더 시스템의 잡음 분석 및 측정 (Noise Analysis and Measurement for a CW Bio-Radar System for Non-Contact Measurement of Heart and Respiration Rate)

  • 장병준;육종관;나원;이문규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.1010-1019
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    • 2008
  • 본 논문에서는 호흡 및 심박수 측정을 위한 CW 바이오 레이더 시스템의 잡음을 분석하고, 이 중 위상 잡음에 대한 측정 결과를 제시하였다. 바이오 레이더 시스템은 기존의 무선 통신 방식이나 RFID 시스템과 달리, 수신신호의 주파수 및 반송파 주파수간의 차가 수 Hz에 불과하며, 수신 신호의 레벨 역시 매우 작으므로 위상 잡음을 포함한 모든 잡음원의 영향을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 CW 방식의 바이오 레이더 시스템의 잡음을 시스템의 SNR 측면에서 그 영향을 정량적으로 분석하였고, 분석 결과로부터 송신 안테나와 수신안테나 사이의 누설 전력량에 의한 위상 잡음이 가장 큰 잡음원이 됨을 확인하였으며, 이는 위상 잡음의 거리상관 효과의 함수임을 확인하였다. 따라서 거리 상관 효과에 따른 위상 잡음을 측정하고 이론과 비교하였다. 측정 결과, 본 논문에서 제안한 위상 잡음 측정 방식이 반송파 주파수에 근접한 위상 잡음을 측정할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 50 cm의 인식 거리를 가지며 1 mW의 저출력에서 동작하는 2.4 GHz에서 바이오 레이더 시스템을 PLL 회로 없이 체계적으로 설계할 수 있었다.

윈드프로파일러의 평균모멘트 값을 이용한 도플러 파워 스펙트럼 및 시계열 원시신호 시뮬레이션기법 개발 (Development of Simulation Method of Doppler Power Spectrum and Raw Time Series Signal Using Average Moments of Radar Wind Profiler)

  • 이상윤;이규원
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.1037-1044
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    • 2020
  • 윈드프로파일러(RWP, radar wind profiler)는 기상 상태와 관계없이 시공간 분해능이 높은 바람장 자료를 제공하며 생산된 바람의 정확도나 품질에 대한 검증이 필수적이다. 기존 정확도 검증 방식은 레윈존데와의 동시 관측을 통해 윈드프로파일러에서 생성된 바람 벡터를 기준 자료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 평균 모멘트 자료로부터 스펙트럼과 원시 시계열 자료를 시뮬레이션하는 알고리즘을 통해 윈드프로파일러의 신호처리 알고리즘을 단계별로 검증하는 방안을 제시하고, LAP-3000의 원시 자료와의 비교를 통해 해당 알고리즘의 가능성을 확인하였다. 기상 신호의 밀도 함수를 모멘트값을 인자로 하는 왜곡된 정규 분포의 밀도 함수로 가정하여 생성하였고, 난수를 통해 시뮬레이션 스펙트럼을 생성하였다. 또한, 난수 위상과 역 이산푸리에 변환으로 간섭 평균된 시뮬레이션 원시 시계열 자료를 생성하고 최종적으로 디리클레 분포(Dirichlet distribution)를 통해 간섭 평균 전 단계의 원시 시계열 자료를 생성하였다.

가솔린 송유관에서의 수액적 거동 특성 (Characteristics of Water Droplets in Gasoline Pipe Flow)

  • 김정헌;김승규;배충식;신동현
    • 한국분무공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.18-24
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    • 2001
  • Liquid fossil fuel contaminated by water can cause trouble in the combustion processes and affect the endurance of a combustion system. Using an optical sensor to monitor the water content instantaneously in a fuel pipeline is an effective means of controlling the fuel quality in a combustion system. In two component liquid flows of oil and water, the flow pattern and characteristics of water droplets are changed with various flow conditions. Additionally, the light scattering of the optical sensor measuring the water content is also dependent on the flow patterns and droplet characteristics. Therefore, it is important to investigate the detailed behavior of water droplets in the pipeline of the fuel transportation system. In this study, the flow patterns and characteristics of water droplets in the turbulent pipe flow of two component liquids of gasoline and water were investigated using optical measurements. The dispersion of water droplets in the gasoline flow was visualized, and the size and velocity distributions of water droplets were simultaneously measured by the phase Doppler technique. The Reynolds number of the gasoline pipe flow varied in the range of $4{\times}10^{4}\;to\;1{\times}10^{3}$, and the water content varied in the range of 50 ppm to 300 ppm. The water droplets were spherical and dispersed homogeneously in all variables of this experiment. The velocity of water droplets was not dependent on the droplet size and the mean velocity of droplets was equal to that of the gasoline flow. The mean diameter of water droplets decreased and the number density increased with the Reynolds number of the gasoline flow.

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액체추진제 추력기의 인젝터 분무 거동에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Injector-spray Behavior of a Liquid-propellant Thruster)

  • 김진석;김성초;박정;김정수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제35권9호
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    • pp.799-804
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    • 2007
  • 액체추진제 추력기 연소실의 인젝터로부터 발생하는 분무 거동을 파악하기 위하여 광학계측 기법을 사용한다. 실험에 사용된 인젝터는 지름이 0.406 mm이며 중심축으로부터 30 의 경사각을 이루는 8 개의 노즐 구멍으로 구성된다. 분무생성의 초기조건과 분무발달에 따른 미립화 과정을 분석하기 위해, 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)로 측정된 액적의 속도 및 입경 등의 변이 거동을 제시하고 Nd:Yag 레이저평면광에 의해 획득된 순간평면이미지와 함께 고찰한다. 분무액적의 초기 분사속도에 근거한 Re 수와 We 수 등의 무차원 변수를 도출하여 인젝터 발생 분무의 미립화 및 난류성질 등에 대한 분무유동 양식의 범주를 결정한다. 이러한 분무분열에 대한 정성적, 정량적 결과는 향후 새로운 추력기 개발에 확실한 설계 기반을 제공할 것이다.

대형가스터빈용 단일 압력 선회식 연료분사기의 분무 특성 및 성능 평가 (Spray characteristics and performance of pressure swirl simplex injector for heavy duty industrial gas turbines)

  • 석정민;정한진;최인찬;김재호;이상훈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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    • pp.892-895
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    • 2017
  • 대형 가스터빈 연소기 구성품인 단일 압력선회식 연료분사기(Pressure swirl simplex liquid injector)를 설계, 분무특성 및 성능을 시험을 통해 평가하였다. 공급 압력 대비 분무 유량을 측정하여 설계점 기준 분무유량과 비교하였으며 섀도우그래프(Shadowgraph)를 통해 분무가시화이미지를 기록, 분무의 형상을 정성적으로 파악하고 분무각을 측정하였다. 시험 결과 동일한 공급압력 대비 측정된 분무유량은 설계점 기준 유량과 거의 일치하여 설계 및 제작의 정합성이 확인되었으며 섀도우그래프 이미지를 통해 연료분사기의 분무형상을 파악하고 설계 의도된 분무각이 나타남을 확인할 수 있었다. 이를 기반으로 향후 PDA(Phase Doppler Anemometry)를 통한 분무측정을 통해 보다 구체적인 연료 분사기의 분무 성능 및 특성을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

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고압 디젤 인젝터 노즐 홀 수가 연료 분무 및 배기 특성에 미치는 영향 (Effect of Nozzle Hole Number on Fuel Spray and Emission Characteristics of High Pressure Diesel Injector)

  • 전문수
    • 한국분무공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.210-215
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    • 2012
  • This paper This paper presents effect of nozzle hole number on spray characteristics and engine performance. Experiments were conducted to measure spray penetration and SMD distributions using a spray visualization system and PDPA (phase Doppler particle analyzer) system. In addition, engine performance and emission characteristics were measured using a single cylinder engine and emssion measurement systems. Results showed that 8-hole-injector exhibits improved spray performances. Furthermore, soot emission was decreased with 8-hole-injector, compared to that of 6-hole-injector.

가솔린 직분식 엔진 인젝터의 연료 분무 미립화 특성 (Atomization Characteristics of Fuel Spray in Fuel Injector in Gasoline Direct-Injection Engine)

  • 이창식;이기형;최수천;권상일
    • 한국분무공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.33-39
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    • 1999
  • This paper presents the spray atomization characteristics of the high-pressure gasoline injector for the direct-injection gasoline engine. The gasoline sprays of the injector were minted into a pressurized spray chamber with a optical access at various ambient pressures. The atomization characteristics of fuel spray such as mean diameter, mean velocity of droplet were measured by the phase Doppler particle analyzer system. In order to investigate the effect of fuel injection pressure on the quantitative characteristics of spray, the global visualization and experiment of particle measurement in the fuel spray were investigated at 3, 5 and 7 MPa of injection pressure under different ambient pressure in the spray chamber. Based on the results of this work, the fuel injection pressure of fuel injector in gasoline direct-injection engine have influence upon distribution of the mean velocity and droplet size of fuel spray. Also, the influence of injection pressure on the velocity distribution at various measuring location were investigated.

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