• 제목/요약/키워드: Reaction Wave Propagation

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정상초음파가 개재하는 프로판/공기 예혼합화염의 슐리렌기법에 의한 가시화 (A Visualization of the Propane/Air Premixed Flame Interacting with an Ultrasonic Standing-wave by Schlieren Photography)

  • 이상신;김정수;이도형
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.22-27
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    • 2013
  • An investigation into the influence of ultrasonic standing wave on the structural behavior of propane/air premixed flame has been made to get a clue to the combustion reaction acceleration and combustion instability. Visualization technique utilizing the Schlieren photography was employed for the observation of structural variation of the flame reaction zone. Evolutionary characteristics of the flame front were caught by the high-speed Schlieren image, through which local flame velocity of the moving front were analyzed in detail.

정상초음파가 개재하는 프로판/공기 예혼합화염의 구조 거동 (A Structural Behavior of the Propane/Air Premixed Flame Interacting with an Ultrasonic Standing-wave)

  • 이상신;서항석;김정수;이도형
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.294-299
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    • 2012
  • 연소기 내의 연소반응 촉진 및 연소불안정성 해결의 단초를 제공하기 위해, 정상초음파가 개재된 프로판/공기 예혼합화염의 구조거동을 고찰하는 연구를 수행하였다. 화염대의 구조 변이를 가시화하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 당량비에 따른 화염선단의 형상 및 화염 전파속도의 변화를 확인할 수 있었다. 정상초음파는 화염선단을 찌그러뜨렸고, 난류 화염으로의 천이를 가속시켰다.

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정상초음파가 개재하는 메탄/공기 및 프로판/공기 예혼합화염의 동역학적 특성 비교 (Comparison of Dynamic Characteristics of Methane/Air and Propane/Air Premixed Flames with Ultrasonic Standing Wave)

  • 김민철;배대석;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.44-51
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    • 2017
  • 정상초음파가 개재하는 탄화수소계 연료공기 예혼합화염의 동역학적 특성 비교에 대한 실험적 연구결과를 제시한다. 전파화염의 이미지는 고속카메라를 이용하여 획득하였으며, 이미지 후처리를 통해 메탄/공기와 프로판/공기 예혼합화염의 화염거동을 상세히 관찰하였다. 이론당량비 이하의 연료희박조건에서 정상초음파 개재에 의한 연소반응 촉진으로 인해 화염전파속도는 증가되었다. 한편, 당량비가 1.2인 메탄/공기 화염과 당량비 1.4 이상의 프로판/공기 화염의 전파속도에 대한 초음파의 영향은 연료희박조건과 반대되는 결과를 보였다.

Smoldering 연소로 인한 화재사고 조사보고 소개 및 이론적 해석 (Investigation and Theoretical Analysis of a Fire Accident Caused by Smoldering Combustion)

  • 김연승;변영철;황정호
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.3-17
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    • 1999
  • 산호제의 양이 충분치 못한 밀폐된 공간에서는 화재가 발생하지 않으리라는 기대를 깨고, 다공성 물질내부에서 공극안에 있는 산화제를 이용하여 서서히 연소되는 smoldering 반응을 통하여 대형 화재가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 하나의 실제 화재 사건을 화재 조사 방법에 의하여 기술한 보고서를 바탕으로 하여 smoldering 연소가 화재의 발생에 미치는 영향을 예시하였으며, 예시된 사고의 smoldering 연소를 강제대류에 의한 하향식 역방향 smoldering으로 모델링하였다. 화학반응으로는 열분해가 없는 1 단계 반응이 채택되어, 온도 및 산화제의 공간적 분포와 smoldering의 전파속도를 수치적으로 모사하였다. 수치결과로서 유입되는 산화제의 양과 연료의 공극률이 반응지역의 전파속도를 결정하는 가장 우세한 인자로 파악되었다. 그러므로 smoldering 에 의한 화재 발생시 유입되는 산화제의 양과 연료의 공극률과의 관계를 알고 있다면 주어진 연료의 공극률에 대하여 유입되는 산화제의 양을 제어함으로써 불길로의 천이를 억제할 수 있음을 제시하고 있다.

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An anti-noise real-time cross-correlation method for bolted joint monitoring using piezoceramic transducers

  • Ruan, Jiabiao;Zhang, Zhimin;Wang, Tao;Li, Yourong;Song, Gangbing
    • Smart Structures and Systems
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    • 제16권2호
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    • pp.281-294
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    • 2015
  • Bolted joint connection is the most commonly used connection element in structures and devices. The loosening due to external dynamic loads cannot be observed and measured easily and may cause catastrophic loss especially in an extreme requirement and/or environment. In this paper, an innovative Real-time Cross-Correlation Method (RCCM) for monitoring of the bolted joint loosening was proposed. We apply time reversal process on stress wave propagation to obtain correlation signal. The correlation signal's peak amplitude represents the cross-correlation between the loosening state and the baseline working state; therefore, it can detect the state of loosening. Since the bolt states are uncorrelated with noise, the peak amplitude will not be affected by noise and disturbance while it increases SNR level and increases the measured signals' reliability. The correlation process is carried out online through physical wave propagation without any other post offline complicated analyses and calculations. We implemented the proposed RCCM on a single bolt/nut joint experimental device to quantitatively detect the loosening states successfully. After that we implemented the proposed method on a real large structure (reaction wall) with multiple bolted joint connections. Loosening indexes were built for both experiments to indicate the loosening states. Finally, we demonstrated the proposed method's great anti-noise and/or disturbance ability. In the instrumentation, we simply mounted Lead Zirconium Titanate (PZT) patches on the device/structure surface without any modifications of the bolted connection. The low-cost PZTs used as actuators and sensors for active sensing are easily extended to a sensing network for large scale bolted joint network monitoring.

정상초음파의 교란을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 대한 초음파 구동 주파수의 영향 (Effects of Driving Frequency on Propagation Characteristics of Methane-Air Premixed Flame Influenced by Ultrasonic Standing Wave)

  • 배대석;서항석;김정수
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권2호
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    • pp.161-168
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    • 2015
  • 정상초음파장의 구동 주파수가 메탄-공기 예혼합화염의 전파특성에 미치는 영향을 규명하고자 하는 실험결과를 제시한다. 고속카메라를 이용하여 화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염선단의 구조와 속도변이를 포함하는 화염의 거시적 거동을 상세히 관찰하였다. 정상초음파가 연소반응을 촉진시켜 화염 전파속도의 증대와 화염선단 구조의 변이를 유발한다는 사실에 더하여, 초음파구동 주파수와 당량비에 대한 화염거동의 종속성을 확인하였다.

정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석(I) (Frequency-Equivalence Ratio Correlation Analysis of Methane-Air Premixed Flame Influenced by Ultrasonic Standing Wave (I))

  • 김민성;김정수;구자예;권오채
    • 한국추진공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.37-44
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    • 2015
  • 정상초음파의 영향을 받는 메탄-공기 예혼합화염의 주파수-당량비 상관도 분석을 위한 실험적 연구가 수행되었다. 고속카메라를 이용하여 예혼합화염의 전파영상을 획득하였으며, 영상 후처리를 통해 화염전파속도와 함께 화염의 전파거동을 면밀히 관찰하였다. 이론당량비 이하의 연료희박 당량비 구간에서 정상초음파가 개재할 때, 연소반응 촉진으로 인해 화염전파속도는 증가하였으나 화학반응강도가 포화상태에 이르는 당량비에서는 그 속도가 감소하였다.

변분 리액션 이론을 이용한 비균질 비등방성 매질에서의 전파특성 해석 (An Analysis of the Wave Properties in an Inhomogeneous Anisotropic Medium using Variational Reaction Theory)

  • 김현준;홍용인;김정기
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권10호
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    • pp.1461-1468
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    • 1993
  • 본논문은 임의의 유전율 텐서를 포함하는 비등방성 매질에 비스듬하게 입사되는 전파문제를 변분유한 요소법을 통하여 고찰하였다. 먼저, 변분수식은 유기정리, 리액션 이론, 가역정리에 기초한 새로운 접근방법을 통해 유도하였다. 그다음, 유한요소법을 이용하여 구해진 범함수로 부터 전파특성을 해석하였다. 또한, magnetoplasma 슬랩에 입사되는 전파에 대한 수치결과를 나타냈다.

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Quasi-steady State Simulation of Rotating Detonation Engine

  • Niyasdeen, Mohammed;Oh, Sejong;Kim, Kui Soon;Choi, Jeong-Yeol
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제16권4호
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    • pp.548-559
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    • 2015
  • We performed a numerical simulation based on the two-dimensional (2-D) unsteady Euler's equation with a single-step Arrhenius reaction model in order to investigate the detonation wave front propagation of an Argon (Ar) diluted oxy-hydrogen mixture ($2H_2+O_2+12Ar$). This simulation operates in the detonation frame of reference. We examine the effect of grid size and the performance impact of integrated quantities such as mass flow. For a given set of baseline conditions, the minimal and maximum grid resolutions required to simulate the respective detonation waves and the detonation cell structures are determined. Tertiary shock wave behavior for various grids and pre-exponential factors are analyzed. We found that particle fluctuation can be weakened by controlling the mass flow going through the oblique shock waves.

Three-Dimensional Numerical Analysis for Detonation Propagating in Circular Tube

  • Sugiyama, Yuta;Matsuo, Akiko
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.364-370
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    • 2008
  • Spinning detonations propagating in a circular tube were numerically investigated with a one-step irreversible reaction model governed by Arrhenius kinetics. The time evolution of the simulation results was utilized to reveal the propagation mechanism of single-headed spinning detonation. The track angle of soot record on the tube wall was numerically reproduced with various levels of activation energy, and the simulated unique angle was the same as that of the previous reports. The maximum pressure histories of the shock front on the tube wall showed stable and unstable pitch modes for the lower and higher activation energies, respectively. The shock front shapes and the pressure profiles on the tube wall clarified the mechanisms of two modes. The maximum pressure history in the stable pitch remained nearly constant, and the single Mach leg existing on the shock front rotated at a constant speed. The high and low frequency pressure oscillations appeared in the unstable pitch due to the generation and decay of complex Mach interaction on the shock front shape. The high frequency oscillation was self-induced because the intensity of the transverse wave was changed during propagation in one cycle. The high frequency behavior was not always the same for each cycle, and therefore the low frequency oscillation was also induced in the pressure history.

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