• 한국항공우주학회지
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• 제34권4호
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• pp.63-69
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• 2006

하이브리드 로켓 연료의 연소율 향상을 위해서 스월 유동을 이용한 방법과 나선형 그레인 방법의 두 가지 방법을 사용하여 연소율 증가에 대한 실험 연구를 수행하였다. 스월 유동을 적용하기 위해서 두 가지의 인젝터를 사용하였으며 스월 수 3.61인 인젝터를(Type II) 사용할 때 더 높은 연소율 증가를 나타내었다. 그러나 두 가지 인젝터 모두에서 공통으로 연료 앞부분에서 연소가 집중적으로 발생하는 현상이 발생하였다. 나선형 그레인에 의한 연소율 증가를 실험하기 위하여 피치 6과 피치 100인 두 종류 연료를 사용하였다. 스월 유동이 없는 인젝터를 사용할 경우 피치 6 그레인에서는 강한 난류의 발생에 따른 연소율 향상이 더 크게 일어나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 스월 인젝터와 나선형 그레인을 동시에 적용하여 실험한 결과에 의하면, Type II 인젝터와 피치 100 그레인를 적용할 경우에 가장 높은 연소율 증가를 이루었다. 이것은 인젝터에서 발생한 스월 유동이 나선형 그레인을 통해 연료의 출구까지 유지되었기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.395-406
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• 2005

Important characteristics of swirl sprays intersected by a strongly convective gaseous cross flows were experimentally investigated. The breakup processes due to different Weber and Reynolds numbers of liquid and gas streams were visually examined with quantitative measurements of breakup lengths, penetration heights, and droplet sizes. Snapshot images and spray data evidenced that, at lower jet Reynolds number the breakup processes portrays the atomization profiles similar to typical column breakup of single orifice jet. At higher jet Reynolds numbers, disintegration of jet stream is significantly expedited by strong momentum transported from strongly convective gaseous stream. The breakup length and penetration height decreased as the convective flow increase. From the bottom the wall up, the SMD measured the centerline first increases and then decreases before again increasing.

• Wind and Structures
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• 제19권1호
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• pp.89-111
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• 2014

The dynamics of a tornado-like vortex with touching down is investigated by using the LES turbulence model. The detailed information of the turbulent flow fields is provided and the force balances in radial and vertical directions are evaluated by using the time-averaged axisymmetric Navier-Stokes equations. The turbulence has slightly influence on the mean flow fields in the radial direction whereas it shows strong impacts in the vertical direction. In addition, the instantaneous flow fields are investigated to clarify and understand the dynamics of the vortex. An organized swirl motion is observed, which is the main source of the turbulence for the radial and tangential components, but not for the vertical component. Power spectrum analysis is conducted to quantify the organized swirl motion of the tornado-like vortex. The gust speeds are also examined and it is found to be very large near the center of vortex.

• 한국분무공학회지
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• 제9권3호
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• pp.35-41
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• 2004

The spray characteristics were investigated to study the effect of shroud air with swirl flow on simplex type fuel injector for gas turbine combustor. The spray tests using PDA(Phase Doppler Anemometry) technique were conducted to compare the performance of simplex atomizer with $0^{\circ},\;40^{\circ},\;50^{\circ}$ swirled-shroud air conditions. In this study. we found that the injector with strong swirled-shroud air has the better atomization Performance compared with weaker swirled and non-swirled conditions.

• 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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1079-1089
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• 2013

폐기물을 효과적으로 소각 처리하기 위해, 고형화된 입자를 고속으로 연소시키는 소각로의 유동 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 본 연구에서는, 기존 발전소에서 통용되는 선회 유동 유발을 통한 안정적 화염형성 개념과 고에너지 밀도를 갖는 로켓 엔진 연소실의 설계 개념을 복합적으로 적용하였다. 첫단계로, 소각로로 분사되는 연료와 공기의 유동 특성 파악을 위해 1차 연소실에 주 분사기와 보조 분사기를 장착하여 비반응 유동장 수치해석을 수행하였다. 설계 변경 인자로 주 분사기의 편향각, 보조 분사기의 하향각, 두 분사기간 간격을 선정하였다. 이러한 설계 인자의 변경에 따른 선회 유동 형성의 정도를 파악하기 위해 선회수(swirl number)를 평가 인자로 사용하였다. 각각의 설계 인자가 변함에 따라 선회수는 편향각이 증가할수록 선회수가 증가하였으며, 하향각에 따라서는 선회수가 크게 변하지 않았다. 설계 인자에 따라 형성되는 재순환 영역의 크기가 달라지며 이는 선회수의 크기에도 영향을 끼쳤다. 재순환 영역의 크기가 작으면 선회수가 큰 경향성을 보였다. 이러한 수치해석을 통해 활발한 선회 유동을 형성시킬 수 있는 설계 조건을 찾을 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권3호
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• pp.145-152
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• 2013

Recently, with oil price jumping and environmental issues, Green ship is paid deep attention to by ship owner, operator, builder, class and government. Fuel efficiency and reduction of $CO_2$ emissions are expected to have a strong influence on the design and operation of merchant ships. Many ship owners and operators are seeking the more economic method by the best operating route and the application of reliable and effective energy saving devices. With the Energy Efficiency Design Index (EEDI) in 2013 attention will more than ever be focused at achieving maximum fuel economy in the hydrodynamic design of hull forms, their appendages and propellers. IMO requirements for $CO_2$ emission for ships will now be implemented for vessels ordered from 1st January 2013. So far, a lot of new idea and patents have been proposed, tested, claimed and applied for various kinds of ship type. This paper shows numerical and experimental work related to a study on a energy saving devices particularly for fuller ship such as merchant vessel of Tanker and Bulker. From the bare hull wake measurements, typical upper/lower asymmetry of hull wake at the propeller disk was found. The pre-swirl duct have been designed and reviewed to recover the loss of propeller running in that condition. The general function of the pre-swirl duct was set to work against this asymmetry of wake and generate pre-swirled flow into the propeller against the propeller rotating direction.

• 연구논문집
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• 통권33호
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• pp.5-16
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• 2003

Fuel distribution, combustion, and flame propagation characteristics of heavy duty engine with the liquid phase LPG injection(LPLI) were studied in a single cylinder engine. Optically accessible single cylinder engine and laser diagnostics system were built for quantifying fuel concentration by acetone PLIF(planar laser induced fluorescence) measurements. In case of Otto cycle engine with large bore size, the engine knock and thermal stress of exhaust manifold are so critical that lean burn operation is needed to reduce the problems. It is generally known that fuel stratification is one of the key technologies to extend the lean misfire limit. The formation of rich mixture in the spark plug vicinity was achieved by open valve injection. With higher swirl strength(Rs=3.4) and open valve injection, the cloud of fuel followed the flow direction and the radial air/fuel mixing was limited by strong swirl flow. It was expected that axial stratification was maintained with open-valve injection if the radial component of the swirling motion was stronger than the axial components. The axial fuel stratification and concentration were sensitive to fuel injection timing in case of Rs=3.4 while those were relatively independent of the injection timing in case of Rs2.3. Thus, strong swirl flow could promote desirable axial fuel stratification and, in result, may make flame propagation stable in the early stage of combustion.

• 대한환경공학회지
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• 제36권12호
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• pp.837-842
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• 2014

LNG 난류 화염에서 수증기나 물을 전기분해한 기체를 투입할 경우 발생하는 NO 생성을 예측하기 위하여 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 본 연구는 그 첫 번째로서 NO 생성에 대한 수증기 영향을 다룬 연구이다. 개발한 이 프로그램을 한국에너지기술연구원에서 실험 연소로를 대상으로 적용하였다. 수증기 양에 따른 LNG 화염에서 NO 생성 효과를 검토하기 위하여 투입된 전체 공기량에 수분양을 0~10%까지 2% 간격으로 주입하였다. 계산 결과 강한 선회 유동의 결과로 나타나는 전형적인 유동분리에 따른 화염분리와 함께 NO 농도가 분리되는 양상이 나타났다. 수분양이 증가하면서 출구에서의 연소가스의 온도와 NO의 농도는 $973^{\circ}C$에서 $852^{\circ}C$로 NO의 농도는 139 ppm에서 71 ppm으로 일관성 있게 감소하였다. 그리고 연소로 복사 현상은 본 연구에서 고려한 영역에서 선회강도보다도 NO 생성에 큰 영향을 나타내었다. 그러나 본 연구에서 고려한 강한 선회 효과는 NO 농도가 연소로 전단에 이어 출구 근처에서 다시 높아지는 분리 현상을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1552-1565
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• 1992

본 연구에서는 공기와 연료의 혼합을 원활하게 함으로써 완전연소가 가능하도 록 하기 위하여 이용되는 스월 및 스쿼시 유동이 연소실 내부유동장 변화에 미치는 영 향을 조사하기 위하여 흡입행정 및 연료분무 직전까지의 압축행정에 대해 연소실 내부 유동장을 수치해석하고자 한다.수치해석에는 EPISO-SPRAY 코드를 수정, 보완하여 이용했는데 이 코드는 미국 Los Alamos 연구소를 중심으로 개발된 CONCHAS 계열이나 KIVA 계열의 코드와는 달리 밸브의 개폐운동을 처리할수 있도록 구성되어 있다. 난류모델은 피스톤의 압축 및 팽창에 따른 밀도변화를 고려하여 수정한 k-.epsilon. 모델을 이용한다. 계산은 편심밸브를 갖는 두가지 연소실 형상, 즉 피스톤 보울이 없는 경 우와 피스톤 보울이 있는 경우의 연소실에 대해 선회비를 변화시키며 ATDC 0도부터 ATDC 340도까지의 연료분무가 없는 경우의 3차원 유동장 해석을 통해 흡입 공기가 갖 는 스월과 압축행정 말기에 보울 형상에 따라 발생하는 스쿼시 유동이 유동장 변화에 미치는 영향을 조사하고 기존의 실험치 및 수치해석 결과들과 정성적으로 비교하고자 한다.