• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.173-181
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• 2014

정상초음파장의 주파수 변이가 프로판/공기 예혼합화염의 전파거동 및 구조변이에 미치는 영향을 규명하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 다양한 당량비 조건에서 슐리렌 기법을 적용한 전파화염 가시화와 연소실 내부압력 측정을 통해 생성물 영역에서의 화염 구조변화 및 전파특성을 관찰하였다. 정상초음파가 존재할 경우 화염선단이 찌그러지고 기연부에서 횡방향 줄무늬가 생성되며, 이러한 구조변이는 정상초음파의 주파수에 종속한다. 또, 전파속도는 정상초음파가 교반하는 경우 증가되며, 화염전파 거동에 미치는 초음파의 영향은 주파수의 증가에 따라 보다 명확해진다는 사실도 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1209-1215
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• 2012

관내 예혼합화염에서 나타나는 평면화염부터 난류화염거동까지의 천이현상에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 천이현상의 관찰을 위해 관내에 평면화염을 형성하였고, 화염면 중심에 $CO_2$ 레이저를 조사하여 국부 화염속도를 증가시켰다. 레이저에 의해 변형된 화염은 전체 화염면적의 증가와 진동 불안정성의 거동을 보이며 전파한 후, 큰 소음과 함께 난류화염의 거동을 보이며 관 바닥으로 전파한다. 본 연구에서는 난류화염거동이 나타나기 전까지의 변형된 화염에 대한 동적 거동을 관찰하여 분석하였고, 이에 대한 물리적 모델을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.505-513
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• 2010

삼지화염 구조는 화염 선단의 구조로서 다루어져 왔으며, 많은 연구자들에 의해 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 연구가 되어왔다. 그러나 연료의 종류에 따른 가연한계의 차이가 삼지화염의 구조에 미치는 영향에 대한 연구는 깊이 있게 다루어지지 않았다. 본 연구에서는 화염 구조에 대한 비대칭 가연한계의 영향을 예혼합화염과 확산화염에 관한 몇 가지 층류화염 이론에 근거한 간단한 수치 기법을 통해 연구하였다. 고정된 유동장이 사용되었으며, 예혼합 화염 가지에서의 경계조건이 연계되었다. 예혼합 화염 후류의 확산화염의 형성과 소멸을 성공적으로 모사할 수 있었다. 비대칭 가연한계 조건과 열손실에 따른 확산화염의 변화가 연구되었다. 본 연구는 화염의 기초 구조에 대한 이해를 도울 수 있으며, 이후의 연구를 위한 기초로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.10-15
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• 2009

산불에서의 화염높이 산정은 복사열전달에 의한 수평 또는 수직적 화염확산을 예측하는데 있어 매우 중요한 부분이다. 화염특성 중 화염높이는 빛을 수반하는 화염(the luminous flame)의 평균높이로 확인할 수 있다. 본 연구에서는 외부 풍속과 경사 등으로 인한 화염 높이가 변화될 수 있는 조건을 제외한 산림내 지표연소물질(surface fuel)인 소나무 낙엽층(fuel bed)에 대한 화염높이 관측실험과 열량분석계을 이용하여 발열량(Heat Release Rate) 측정실험과 수치해석을 통해 지표연소물질에 대한 화염높이 산출식 $H_f=0.027(\dot{Q'})^{2/3}$을 도출하였다. 실험값과 개발 산정식, 기존 Heskestad 식과의 적용값 비교 결과, 소나무 낙엽의 경우, 실험값과 개발 산정식 적용값의 표준오차는 0.08, 실험값과 기존 Heskestad 식의 표준오차는 0.23으로 개발 산정식의 정확성이 높은 것으로 나타났다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권8호
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• pp.891-899
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• 2000

The flame speed may be decomposed into the burning speed and the flame transport speed. The flame transport speed is affected considerably by the flow direction, variation rate of flow direction, and flow speed in the combustion chamber. Especially, the flow direction and the variation rate of flow direction at the spark plug location during the ignition period have an important effect on the ignition process and the early flame propagation process. We measured the flow direction component and the variation rate of flow direction with a hot wire probe at the spark plug location. It was shown that the representative flow direction of ignition period is the right-vertical direction of crank shaft and it was used to investigate the variation rate of flow direction.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권12호
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• pp.1710-1718
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• 2002

The effect of fuel concentration gradient on the propagation characteristics of tribrachial (or triple) flames has been investigated experimentally in both two-dimensional and axisymmetric counterflows. The gradient at the stoichiometric location was controlled by the equivalence ratios at the two nozzles; one of which is maintained rich, while the other lean. Results show that the displacement speed of tribrachial flames in the two-dimensional counterflow decreases with fuel concentration gradient and has much larger speed than the maximum speed predicted previously in two-dimensional mixing layers. From an analogy with premixed flame propagation, this excessively large displacement speed can be attributed to the flame propagation with respect to burnt gas. Corresponding maximum speed in the limit of small mixture fraction gradient was estimated and the curvefit of the experimental data substantiates this limiting speed. As mixture fraction gradient approaches zero, a transition occurs, such that the propagation speed of tribrachial flame approaches stoichiometric laminar burning velocity with respect to burnt gas. Similar results have been obtained for tribrachial flames propagating in axisymmetric counterflow.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권6호
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• pp.829-838
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• 2002

A constant volume combustion chamber is used to investigate the flame kernel development of gasoline air mixtures under various ignition systems, ignition energies and spark plugs. Three kinds of ignition systems are designed and assembled, and the ignition energy is controlled by the variation of the dwell time. Several kinds of spark plugs are also tested. The velocity of flame propagation is measured by a laser deflection method, and the combustion pressure is analyzed by the heat release rate and the mass fraction burnt. The results represent that as the ignition energy is increased by enlarging either dwell time or spark plug gap, the heat release rate and the mass fraction burnt are increased. The electrodes materials and shapes influence the flame kernel development by changing he transfer efficiency of electrical energy to chemical energy. The diameter of electrodes also influences the heat release rate and the burnt mass fraction.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제21회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.59-66
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• 2000

In this study, We studied flow and combustion characteristics of a Flat Flame Burner(FFB) with swirler. As swirl number increase, the streamlines is proceed close to tile and velocity is large. Blow-off limit decrease when swirl number is 1.24, but blow-off limit increase when combustion load is 6500kcal/hr. Temperature distribution is uniform in front of tile and NO formation is small at S=1.24. We expect that the radiation can be transmitted to the object and NOx will reduce because of recirculation zone

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2000년도 제20회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.162-168
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• 2000

This paper conducted experimental study of turbulent diffusion flame, equipped with a unique double swirler combustor for gas fuel. The burner has two vane swirlers which are fitted to primary, secondary air channel. Temperature, and NOx emission concentrations are measured in combustion flame region and velocity in cold flow for various primary/secondary air ratio conditions. The results showed the characteristics of swirl flame and decreasing NOx concentrations with increasing primary/secondary air ratio.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1999년도 제19회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.47-54
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• 1999

A method is developed to include the effect of volume expansion in the description of the flame dynamics using G-equation. Line volume-source is used to represent the effect of the exothermic process of combustion with source strength assigned by the density difference between the burned and the unburned region. The present model provides good agreement with the experimental results by using realistic volume expansion ratio which was not reached in the previous researches. Including volume expansion, the flow predicts the same behavior of measured velocity field qualitatively. The flame propagation in varying flow field due to volume expansion provides a promising way to represent the wrinkled turbulent premixed flames in a numerically efficient manner.