• 제목/요약/키워드: Self-pulsation

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Study on self-pulsation characteristics of gas centered shear coaxial injector for supercavitating underwater propulsion system

  • Yoon, Jung-Soo;Chung, Jae-Mook;Yoon, Young-Bin
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제3권4호
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    • pp.286-292
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    • 2011
  • In order to design a shear coaxial injector of solid particles for underwater propulsion system, basic experiments on gas-liquid shear coaxial injector are necessary. In the gas-liquid coaxial injector self-pulsation usually occurs with an intense scream. When self-pulsation occurs, mass flow rate oscillation and intense scream are detected by the interactions between the liquid and gas phase. Self-pulsation must be suppressed since this oscillation may cause combustion instabilities. Considerable research has been conducted on self-pulsation characteristics, but these researches are conducted in swirl coaxial injector. The main objective of this research is to understand the characteristics of self-pulsation in shear coaxial injector and reveal the mechanism of the phenomenon. Toward this object, self-pulsation frequency and spray patterns are measured by laser diagnostics and indirect photography. The self-pulsation characteristics of shear coaxial injector are studied with various injection conditions, such as the pressure drop of liquid and gas phase, and recess ratio. It was found that the frequency of the self-pulsation is proportional to the liquid and gas Reynolds number, and proportional to the L/d.

SELF-PULSATION CHARACTERISTICS OF A SWIRL COAXIAL INJECTOR WITH VARIOUS INJECTION AND GEOMETRIC CONDITIONS

  • Im, Ji-Hyuk;Kim, Dong-Jun;Yoon, Young-Bin;Bazarov, V.
    • 한국분무공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.29-37
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    • 2005
  • The spray and acoustic characteristics of a gas/liquid swirl coaxial injector are studied experimentally. The self-pulsation is defined as a pressure and flow rate oscillations by a time-delayed feedback between liquid and gas phase. Self-pulsation has strong influences on atomization and mixing processes and accompanies painful screams. So. the spray and acoustic characteristics are investigated. Spray patterns are observed by shadow photography technique in order to determine the onset of self-pulsation. And self-pulsation boundary with Injection conditions and recess length is get. To measure the frequency of the spray oscillation. oscillation of the laser intensity which passes through spray is analyzed by Fast Fourier Transform. For acoustic tests, a PULSE System was used. Acoustic characteristics of a swirl coaxial injector are investigated according to the injection conditions. such as the pressure drop or the liquid and gas phase. and injector geometries. such as recess length and gap size between the inner and outer injector. Front the experimental results. the increase of recess length leads to the rapid increase of the sound pressure level. And as the pressure drop of the liquid phase increases. the frequency of the self?pulsation shifts to the higher frequency. The frequency of spray oscillations is the same as that of the acoustic fields by self-pulsation.

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스월 동축형 인젝터의 분사조건에 따른 Self-Pulsation의 특성 연구 (Experimental Study on Self-Pulsation Characteristics of Swirl Coaxial Injector with Various Infection Conditions)

  • 임지혁;김동준;윤영빈
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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    • pp.322-326
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    • 2005
  • 본 논문에서는 기체/액체 스월 동축형 인젝터에서 발생하는 self-pulsation 현상을 분사 조건을 변화 시켜주며 분무 특성 및 음향학적 특성을 살펴보았다. 액체 및 기체 압력의 변화시키며 분사 조건을 결정하였고, 인젝터의 기하학적 변수로 리세스와 갭 크기를 선정하여 이에 따른 self-pulsation 특성을 조사하였다.

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증폭된 광 귀환을 가자는 다중 전극 복소 결합 DFB 레이저에서 발생되는 self-pulsation 특성 해석 (Analysis of Self-Pulsation Characteristics in Multi-Section Complex-Coupled DFB Lasers With Amplifying Optical Feedback)

  • 김상택;김태영;김부균;임영안;박경현
    • 한국광학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.527-534
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    • 2005
  • 하나의 DFB 영역, 위상 조정 영역과 이득 영역으로 구성된 다중 전극 DFB 레이저의 pulsation 동작 특성을 살펴본다. Anti-phase (AP) complex-coupled (CC) DFB 구조를 사용한 경우가 in-phase CC DFB 구조나 index-coupled DFB 구조를 사용한 경우에 비하여 안정된 pulsation 동작이 발생하는 이득 영역과 위상 조정 영역의 전류 범위가 큼을 알 수 있다. AP CC DFB 구조를 사용한 경우 결합 세기가 커질수록, 이득 결합 계수가 커질수록 안정된 pulsation 동작이 발생하는 이득 영역의 전류 범위가 증가하고 pulsation 주파수의 튜닝 영역이 커짐을 볼 수 있다. 또한 위상 조정 영역의 위상 변화에 의한 pulsation주파수의 튜닝 영역도 커짐을 볼 수 있다. 고정된 결합 세기에서 DFB 영역의 길이가 증가할수록 pulsation 동작이 발생하는 위상 조정 영역과 이득 영역의 전류 범위가 증가하여 pulsation 주파수 튜닝 영역이 넓어짐을 볼 수 있다.

다중 전극 DFB 레이저에서 dispersive Self-Q-Switching에 의해서 발생되는 self-pulsation 특성에 관한 연구 (A study on characteristics of self-pulsation due to the dispersive self-Q-switching in multi-section DFB lasers)

  • 지성근;김상택;김부균
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.160-161
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    • 2003
  • 완전 광 3R(Retiming, Reshaping, Reamplification) 재생기는 WDM 시스템과 광 네트워크의 크기를 쉽게 확장시키기 위하여 필요한 매우 중요한 소자이다. 완전 광 3R 재생기의 구현에서 입력 광 신호로부터 광 클락을 추출하는 기술은 매우 중요한 기술이다. 이러한 광 클락 추출기술을 구현하기 위하여 모드락 레이저 다이오드와 다중 전극 OFB 레이저에서 self-pulsation 현상을 이용하는 방법이 많이 연구되고 있다. 모드락 레이저 다이오드를 이용한 방법은 모드 락킹 주파수가 레이저의 공진기의 길이에 의해서 결정되기 때문에 공진기의 길이를 정확하게 조절해야 한다는 단점을 가지고 있는 반면에 다중 전극 DFB 레이저의 경우 self-pulsation 주파수를 전기적으로 튜닝할 수 있다는 장점을 가지고 있다. (중략)

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다중 전극 Index-Coupled DFB 레이저에서 결합 세기 및 각 영역의 길이가 Self-Pulsation 동작 특성에 미치는 영향 (Effect of varying the coupling strength and section length on the self-pulsation characteristics of multisection index-coupled DFB lasers)

  • 김상택;김태영;지성근;김부균
    • 한국광학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.85-98
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    • 2005
  • 두 개의 DFB 영역과 위상 조정 영역으로 구성된 다중 전극 index-coupled DFB 레이저에서 self-pulsation 동작 특성을 수치 해석으로 분석하였다. 금지 대역폭 내에 존재하는 전체 공진기 모드 수가 감소할수록 두 DFB 영역의 브래그 파장 차이인 $\Delta$λ$_{B}$가 변화할 때 발진 모드의 호핑이 발생하는 경우의 수가 적어져 pulsation 주파수가 불연속적으로 변화하는 경우의 수가 감소한다. 또한 고정된 $\Delta$λ$_{B}$에 대하여 위상 조정 영역의 위상이 변화할 때 pulsation 주파수가 연속적으로 변화한다. 결합 세기와 위상 조정 영역의 길이가 고정되어 있을 때 금지 대역폭 내에 존재하는 전체 공진기 모드의 수는 DFB 영역의 길이가 길수록 감소한다. 반면에 DFB 영역의 결합 세기와 길이가 고정되어 있을 때 금지 대역폭 내에 존재하는 전체 공진기 모드의 수는 위상 조정 영역의 길이가 작을수록 감소한다. 따라서 결합 세기 및 각 영역의 길이를 적절히 조정하면 $\Delta$λ$_{B}$ 또는 위상조정 영역의 위상이 변화하여도 모드 호핑이 발생하지 않아 안정된 pulsation 동작을 얻을 수 있음을 보였다.을 보였다.

자체 맥동 감쇠 효과를 갖는 연료레일의 오일 해머 및 분사 특성에 따른 압력맥동 시뮬레이션 (Numerical Study on the Characteristics of Pressure Pulsations according to Design Factors of Fuel Rail with Self Damping Effect)

  • 허형석;배석정;이헌균;이기수;황재순;이동은;김현철
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.332-336
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    • 2008
  • A pulsation damper is usually mounted on the fuel rail to diminish undesirable noise in the vehicle cabin room. However, pulsation dampers are quite expensive. Therefore, several studies have focused on reducing fuel pressure pulsations by increasing the self-damping characteristics of the fuel rail. This paper is a basic study in the development of a fuel rail that can reduce pulsations via a self-damping effect. In this study, the pressure pulsation characteristics were of investigated with respect to the aspect ratio of the cross section, wall thickness, and fuel rail material through oil hammer simulations. An oil hammer simulation was performed in advance to simulate the pressure pulsations at the resonant speed, which is a time-saving way. The pressure pulsation peak of fuel rail was observed to rise as the injection period increases. Increase of the aspect ratio and decrease of the wall thickness can reduce the pressure pulsation efficiently.

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액체-기체 와류동축형 분사기의 자기-맥동에 대한 기체 밀도의 영향 (Effect of Gas Density on Self-Pulsation in Liquid-Gas Swirl Coaxial Injector)

  • 안종현;강철웅;안규복
    • 한국분무공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.134-143
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    • 2022
  • When a recess is applied to a swirl coaxial injector that uses liquid and gas propellants, a self-pulsation phenomenon in which the spray oscillates at regular intervals may occur. The phenomenon is caused by the interaction between the liquid and gas propellants inside the injector recess region. The propellants' kinetic energies are expected to affect significantly the spray oscillation. Therefore, cold-flow tests using helium as a gas-simulating propellant were conducted and compared with the results of the previous study using air. Dynamic pressure was measured in the injector manifold and frequency characteristics were investigated through the fast Fourier transform analysis. In the experimental environment, the helium density was about seven times lower than the air density. Accordingly, the intensity of pressure fluctuations was confirmed to be greater when air was used. At the same kinetic energy condition, the perturbation frequency was almost identical in the low flow rate conditions. However, as the flow rate increased, the self-pulsation frequency was higher when helium was used.

자체 맥동 감쇠 효과를 갖는 연료레일의 설계 변수별 압력맥동 특성에 관한 수치적 연구 (Numerical Study on the Characteristics of Pressure Pulsations according to Design Factors of Fuel Rail with Self Damping Effect)

  • 허형석;배석정;송경석;김보겸
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.186-192
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    • 2007
  • In general, pulsation damper is installed in fuel rail for conventional MPI engine to decrease undesirable noise in vehicle cabin room. However, pulsation damper is so expensive that there are prevailing studies to reduce fuel pressure pulsations with integrated damping effect. This paper is one of basic studies for development of fuel rail to abate pulsations with self-damping effect. Primarily, the pressure pulsation characteristics was investigated with aspect ratio of cross section, wall thickness, and materials of fuel rail. A high aspect ratio or thin wall was found to absorb the pressure pulsations effectively. But volume effects on the fuel pressure pulsation reductions were not especially significant than cross section effects because volume increment rate is larger than pressure pulsation reduction rate. The fuel rail made of aluminum is effective for reduction of pressure pulsation than that of low-carbon steel. Pressure change period increases on the basis of same lengths of supply line and fuel rail as the volume is enlarged and/or the thickness of wall is thinned.

매우 넓은 영역의 Self-Pulsation 주파수와 높은 변조 지수를 가자는 다중 영역 복소 결합 DFB 레이저 (A Multi-Section Complex-Coupled DFB Laser with a Very Wide Range of Self-Pulsation Frequency and High Modulation Index)

  • 김부균;김태영;김상택;김선호;박경현
    • 한국광학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.191-197
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    • 2006
  • 두 개의 DFB 영역과 위상조정 영역으로 구성된 다중 영역 복소 결합 DFB 레이저에서 방출되는 두 모드의 비팅에 의해서 발생하는 Self-Pulsation(SP) 동작 특성을 전산 모의 하였다. SP 주파수는 두 DFB 영역에서 발진하는 모드의 파장 차이에 의해 결정되며, 각각의 DFB 영역의 발진 모드의 파장은 회절격자 주기의 변화에 의해 달라진다. 두 DFB 영역의 회절격자의 주기 차이를 변화시킴으로써 다중 영역 DFB 레이저에서 밭생하는 SP 주파수를 매우 낮은 주파수에서 THz 영역까지 변화시킬 수 있었다. 또한 발진 모드가 다른 DFB 영역의 금지대역에 놓이지 않는 경우 발진되는 모드는 다른 DFB 영역으로 큰 반사 없이 진행하여 두 모드들 사이의 상호작용이 크게 발생하여 index-coupled 회절격자를 가지는 다중 영역 DFB 레이저와는 달리 변조 지수가 매우 큰 출력을 얻을 수 있었다.