• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.266-269
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• 2003

액체로켓 엔진 연소 시 발생하는 연소 가스는 고온, 고속의 유동특성을 갖는다. 이러한 유동특성에 견딜 수 있는 연소시험 화염유도로 제작에 필요한 기초 자료를 얻고자 본 실험을 수행하였고, 연소 가스에 물을 분사하여 냉각된 연소가스의 온도 및 압력을 측정하였다. 동시에 열화상 카메라장비를 통해 온도를 측정하고 센서측정 데이터와 비교 분석한 결과 화염유도로에 적용 가능한 온도데이터를 획득하였고 물분사기 성능과 설치를 위한 구조적 강도를 예측할 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제3권2호
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• pp.250-258
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• 2000

본 논문에서는 soot을 배출하는 층류 확산 화염에 대한 음향 가진(acoustic excitation) 효과에 대해 연구하였다. 최근의 연구결과는 soot 배출 화염에 음향 가진을 작용시키면 radiation은 증가하고 soot 배출은 감소한다는 사실을 밝혀주었다. 음향 속도(acoustic velocity)는 음향 압력(acoustic pressure)과 900 상(phase) 차이가 있기 때문에 acoustic driver를 장착한 유리 튜브 내부의 축방향으로 soot을 배출하는 아세틸렌 확산 화염을 이동시킴으로서 soot 배출 감소에 대한 음향 속도와 음향 압력의 상대적인 중요도를 밝혀낼 수 있다. Soot을 배출하는 아세틸렌 화염에 soot 배출이 멈출 때까지 음향 가진을 작용시키고 유리 튜브 안의 최대 압력 위치에서 음향 압력을 측정하며, 화염 위치의 음향 속도와 음향압력은 운동량 방정식과 파동 방정식을 통해 계산된다. 실험 결과 음향 속도가 최대이고 음향 압력이 최소인 위치에서 보다 음향 속도가 최소이고 음향 압력이 최대인 위치에서 훨씬 더 큰 acoustic power가 필요함을 보여주었다. Soot 배출을 멈추는데 필요한 음향 속도의 크기는 유리 튜브의 축방향에 대해 거의 일정한 반면 음향 압력의 크기는 상당한 변화가 있었다. 이러한 결과는 Soot 배출의 감소가 주로 음향 속도에 의한 것임을 강하게 시사한다고 할 수 있다. 또한 연료의 유량이 증가함에 따라 soot 배출을 억제하는데 필요한 acoustic power도 증가한다는 사실을 확인 할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.209-218
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• 2002

The temperature field of a counterflow non-premixed flame is investigated using thermocouples of two sizes. A thermal balance is performed on the thermocouple in order to calculate the magnitude of the radiation corrections involved. Both the thermocouple wire and bead are separately considered to be the relevant thermal surface to which convective heat transfer takes place, and from which radiation lasses occur. The flame is also simulated by using a detailed chemical kinetic mechanism in a previously developed computer code. The local thermo-physical properties of the gas mixture, required to calculate the corrections, are determined both from the simulation, and by approximating the properties of the mixture as those of molecular nitrogen at the measured temperatures. It is concluded that the thermocouple wire is the appropriate thermal surface to which radiation corrections apply, in the absence of information about the gas mixture, its properties can be reasonably approximated by those of nitrogen rm ($N_2$), and the radiation corrections are very sensitive to misalignments in the temperature and velocity fields.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.291-293
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• 2015

The experimental study on flow characteristic in various laminar coflow diffusion flame has been conducted with a particular focus on the buoyancy force exerted from gaseous hydrocarbon fuels. Methane ($CH_4$), Ethylene ($C_2H_4$) and n-Butane ($C_4H_{10}$) were used as fuels. Coflow burner and Schlieren technique were used to observe the fuel flow field near nozzle exit and flow characteristics in flames. The result showed that the vortices in n-Butane with density heavier than air were appeared near the nozzle exit with the strong negative buoyancy on the fuel stream. As Reynolds number increases by the control of velocity, the vortices were greater and the vortices tips were moved up from the nozzle exit. In addition, it can be found that the heated nozzle can affect to the flow fields of fuel stream near the nozzle exit.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권2호
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• pp.197-203
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• 2014

In this paper, the effect of unsteady radiation on the horizontal fin of an external fuel tank by flame of a flying flare was analysed to see the temperature increase of the fin and the thermal impact on the fin. Radiation between two surfaces was calculated using the concept of radiation resistance of surface and space including radiation, irradiation and shape factor for two flying trajectories of a flare, maximum temperature of 2200 K, emissivity of 0.95, flying velocity of 30 m/s, and thermal surface area of $0.01m^2$. The result shows that the temperature increase of the fin is 0.236 K, and the thermal effect on the fin is ignorable. And it was found that temperature is increased a little because small amount of heat energy can be radiated due to the short exposure time to the heat source.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.14-19
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• 2003

일반적으로 발생하는 사고중의 가스폭발사고는 일정한 상태로의 혼합과정보다는 불균일하게 이루어진 상태로 폭발이 발생하고 있다. 본 연구에서는 불균일 상태에서의 불균일 농도에 의한 폭발현상을 실제 실내의 축소형으로 폭발통을 제작, 모형화하여 여러현상을 재현함으로서 실제 사고시의 폭발현상을 예측할 수 있었다. 그 결과, 어떤 공간에서 가스가 누출될 경우 내부의 가스의 혼합정도는 누출구의 크기 및 누출속도에 따라 영향을 받으며, 불균일 정도가 클수록 폭발압력 및 압력상승속도는 낮아지고 폭발압력은 감소하지만 화염의 체류시간이 증가하여 폭발화염의 복사열에 의한 폭발 후에는 화재의 위험성이 증가함을 알 수 있었다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권4호
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• pp.367-384
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• 2023

Herein, we present the design and development of an efficient finite element analysis model for thermal plate forming in shipbuilding. Double curvature shells in the ship building industries are primarily formed through the thermal forming technique. Thermal forming involves heating of steel plates using heat sources like oxy-acetylene gas torch, laser, and induction heating, etc. The differential expansion and contraction across the plate thickness cause plastic deformation and bending of plates. Thermal forming is a complex forming technique as the plastic deformation and bending depends on many factors such as peak temperature, heating and cooling rate, depth of heated zone and many other secondary factors. In this work, we develop an efficient finite element analysis model for the thermo-mechanical analysis of thermal forming. Different simulations are reported to study the effect of various parameters affecting the process. Temperature dependent properties are used in the analysis and the finite element analysis model is used to identify the critical flame velocity to avoid recrystallization of plate material. A spring connected plate is modeled for structural analysis using spring elements and that helps in identifying the resultant shapes of various thermal forming patterns. Finally, detailed simulation results are reported to establish the efficacy, applicability and efficiency of the designed and developed finite element analysis model.

• 대한환경공학회지
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• 제32권12호
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• pp.1111-1118
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• 2010

비접촉법으로 유동장이나 온도, 화학종 농도의 계측이 가능한 레이저 응용 계측기술은 연소 메카니즘의 해명뿐만 아니라 수치해석 결과의 정당성을 입증하는 수단으로 최근 주목받고 있다. 본 연구에서는 레이저 도플러 유속계와 쉐도우 도플러 입자 분석계를 이용하여 난류 미분탄 화염 내 입자거동에 대하여 관찰하였다. 버너는 여러 광학계측을 용이하게 하기 위하여 대기개방형으로 하였으며, 실험실 규모의 안정된 난류 미분탄화염이 형성 가능한 소형 모델버너를 제작 하였다. 그 결과 미분탄 입자의 평균입경은 연소과정이 진행함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 원인은 다수의 소입경의 미분탄 입자가 휘발분을 방출하여 연소반응에 의해 소실되기 때문이다. 또한 화염 중심부에서 미분탄 입자의 속도장은 입경의 크기에 크게 의존하지 않지만, 화염 외주부에서의 미분탄 입자의 속도장은 입경에 크게 의존하고 있음을 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.603-607
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• 2011

V-gutter형 보염기가 장착된 모델 연소기에서 연소불안정이 발생할 때 보염기 근처에서 나타나는 화염의 역화 및 재점화 구조를 조사하였다. 연소기는 단면이 $40{\times}40mm$인 긴 덕트 형태이며 연료는 천연도시가스(CNG)를 사용하였다. 화염 구조를 가시화하기 위해서 고속 카메라를 이용한 자발광 계측을 하였다. 연소불안정이 발생하면 화염의 역화가 발생하며, 역화의 진행거리는 당량비에 따라서 달라졌다. 일정 당량비 이상에서는 역화가 진행됨에 따라 보염기 앞쪽 끝단에서 새로운 화염면이 형성된다. 흡입되는 혼합기의 속도가 증가하면서 역화되었던 화염면은 뒤로 밀리게 되고, 이때 보염기 안쪽에 형성된 재순환 영역으로 혼합기가 유입되면서 재점화가 이루어지는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권9호
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• pp.1262-1272
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• 2003

A two-dimensional direct numerical simulation is performed to investigate the dynamic behaviors of a single vortex in counter reacting and non-reacting flow field. A predictor-corrector-type numerical scheme with a low Mach number approximation is used in this simulation. A 16-step augmented reduced mechanism is adopted to treat the chemical reaction. The budget of the vorticity transport equation is examined to reveal a mechanism leading to the formation, destruction and transport of a single vortex according to the direction of vortex generation in reacting and non-reacting flows. The results show that air-side vortex has more larger strength than that of fuel-side vortex in both non-reacting and reacting flows. In reacting flow, the vortex is more dissipated than that in non-reacting flow as the vortex approach the flame. The total circulation in reacting flow, however, is larger than that in non-reacting flow because the convection transport of vorticity becomes much large by the increased velocity near the flame region. It is also found that the stretching and the convection terms mainly generate vorticity in non-reacting and reacting flows. The baroclinic torque term generates vorticity, while the viscous and the volumetric expansion terms attenuate vorticity in reacting flow. Furthermore, the contribution of volumetric expansion term on total circulation for air-side vortex is much larger than that of fuel-side vortex. It is also estimated that the difference of total circulation near stagnation plane according to the direction of vortex generation mainly attributes to the convection term.