• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.26-31
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• 2006

Flickering behaviors of lean premixed flame of propane/air and methane/air flame anchored by a pilot flame in a tube were investigated. Unsteady behaviors of the flame were monitored by a high speed ICCD camera and the flickering frequency was defined as the number of flame curvatures passing a fixed spatial point in a second. Unlike previous studies in which flames are in open condition so that the flickering mechanism is an unstable interaction of hot buoyant products with the ambient air, flames in this study are surrounded by a tube which means they are not open to ambient air, so that there is no interaction between hot buoyant products and ambient air. Despite the fact, there exists flickering phenomena and the flickering frequency ranges from 10 Hz to 50 Hz which is wider compared to previous studies. We relate the flickering mechanism to flame-generated vorticity and analytic solution for locally approximated flow is used. As a result, the relationship between flickering wavelength and dimensionless vorticity is acquired and the cause of higher range of flickering frequency is explained.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.89-94
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• 2013

본 논문은 컬러 영상에서 화염검출 시 주기적으로 점멸하는 비화염 물체 검출을 제거하기 위해 웨이블렛 변환을 이용한 화염 검출 알고리즘을 제안한다. 기존 화염검출 알고리즘에서는 화염의 색상과 시간적인 변화와 공간적인 변화를 분석하고 이들을 조합하여 화염을 판정한다. 하지만 자동차 경광등, 방향지시등과 같이 점멸하면서 화염과 비슷한 특성을 보이는 물체를 화염으로 검출하는 문제점이 있다. 본 논문은 주기적으로 점멸하면서 화염과 비슷한 특성을 보이는 비화염 요소의 주기성을 판별하여 오검출을 감소시킨다. 제안하는 알고리즘은 화염의 색상과 영상 차분 기법으로 화염 후보영역을 선정하고 선정된 후보영역에 대하여 웨이블렛 변환 계수를 분석하여 주기성을 갖는 오검출 요소를 포함한 비화염 영역을 제거하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘의 모의실험 결과, 주기성을 갖는 비화염 영역을 제거하였고 97.9%의 검출율과 7.3%의 낮은 오검출율 성능을 확인하였다.

• 한국연소학회지
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• 제10권2호
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• pp.35-41
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• 2005

Behaviors of lean premixed flame of propane/air and methane/air flame anchored by a pilot flame in a tube were investigated experimentally varying the mean velocity from 10 to 140 cm/s and the equivalence ratio from 0.45 to 0.8. Behaviors of both flames are divided into five regions of stable, flash-back, tail-out, flickering and vibrating. General characteristics of each region and Le number effect are investigated. Two main instabilities, flickering and vibration, are both unstable but the instability mechanism, the frequency and the amplitude of pressure fluctuation are different. In the edge of the vibrating region, pressure fluctuation repeats generation and extinction. Repeated growth and decrease of the amplitude of pressure fluctuation are explained by Rayleigh#s index.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2004년도 제28회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.42-48
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• 2004

Lean laminar premixed propane and methane flames which were anchored by a hydrogen-pilot flame in a tube were investigated experimentally. The flame shapes were observed by varying mean velocity from 10cm/s to 140cm/s and equivalence ratio from 0.45 to 0.8. In this study, behaviors of flames are divided into five regions such as tail-out, flash-back, flickering, stable and vibrating flames with respect to the mean velocity and the equivalence ratio. Although the flames are unstable in both the flickering and the vibrating region, they have different characteristics such as the frequency, sound generation and creation process of flame curvature. The flickering region exists near the flammability limit and the flame flickers in a frequency of about 10Hz. When flame front is bended, the propane flame front is straightened and the methane flame front is bended more by thermo-diffusive instability. In the vibrating region, the flame vibrates emitting audible sound in a frequency of about 100Hz. In the boundary of vibrating region, the vibration of flame changes between two modes such as single frequency vibration and dual frequency vibration. Increase and decrease of vibration in each mode are determined by thermo-acoustic instability.

• 한국추진공학회지
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• 제22권6호
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• pp.1-10
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• 2018

초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료를 분사하는 버너에서 생성되는 화염의 거동을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. 고속카메라와 열화상 카메라를 이용하여 slit-jet 버너에서 생성된 화염과 연소장 이미지를 획득하였으며, 후처리 과정을 통해 화염과 연소장의 구조변이를 면밀히 분석하였다. 그 결과, 수송기체 유량이 증가하면 연소반응이 촉진되어 연소반응영역이 신장되고, 반응온도가 증가하였다. 또한, 시간 변화에 따른 가시화염과 IR 연소장의 거동변화 비교를 통해 화염의 진동원인을 고찰하였으며, 화염면적의 FFT분석을 통해 생성화염의 진동주파수도 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제31권3호
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• pp.22-27
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• 2016

The use of electromagnetic wave has been interested in various energy industry because it enhances a flame stability and provides higher safety environments. However it might increase the pollutant emissions such as NOx and soot, and have harmful influence on human and environments. Therefore, it is very important to understand interaction mechanism between flame and electromagnetic wave from environmental point of view. In this study, an experiment was performed with jet diffusion flames induced by electromagnetic wave. Microwave was used as representative electromagnetic wave and a flickering flame was introduced to simulate the more similar combustion condition to industry. The results show that the induced microwave enhances the flame stability and blowout limit. The unstable lifted flickering flames under low fuel/oxidizer velocity is changed to stable attached flames or lift-off flames when microwave applied to the flames, which results from the abundance of radical pool. However, NOx emission was increased monotonically with increasing the microwave power as microwave power increased up to 1.0 kW. The effects might be attributed to the heating of combustion field and thermal NOx mechanism will be prevailed. Soot particle was examined at the post flame region by TEM grid. The morphology of soot particle sampled in the microwave induced flames was similar to the incipient soot that is not agglomerated and contain a lots of liquid phase hydrocarbon such as PAH, which soot particle formed near reaction zone is oxidized on the extended yellow flame region and hence only unburned young particles are emitted on the post flame region.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.479-485
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• 2011

비디오 기반 화염 감지 기법은 입력 비디오 영상에서 화염과 비슷한 색상을 가지고 움직임이 있는 영역에 대해서 화소 단위로 화염의 특성을 가지고 있는지를 시간적, 공간적 특징 분석을 통하여 확인한다. 비디오 기반 화염 감지 기법 연구의 가장 중요한 부분 중 하나는 화염 감지 성능이 저하되지 않고 어떻게 거짓 경보의 빈도를 줄일 수 있는가 하는 것이다. 기존의 방법들은 전기 장치로 만들어진 불빛들 중에서 자동차 전조등과 같은 일반적인 움직임을 가진 전기 불빛에 의한 거짓 경보는 쉽게 제거하고 있다. 그러나 경광등, 경고등 그리고 네온사인과 같이 깜빡거림이 있는 전기 불빛은 색상과 시간적, 공간적인 특징이 실제 화염과 비슷할 경우 거짓 경보를 발생시키는 요인이 되고 있다. 본 논문에서는 경광등, 경고등 그리고 네온사인과 같이 깜빡거림이 있는 전기 불빛 화소들의 주기 신호 검출을 통하여 진짜 화염이 아님을 확인하는 거짓 경보 제거 기능을 갖춘 비디오 화염 감지 기법을 제안한다. 실험 결과 화재 감지 성능은 기존의 방법과 비슷하였으나 기존의 방법이 거짓 경보를 발생시키는 시험 비디오에서 거짓 경보가 발생되지 않음을 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권3호
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• pp.9-16
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• 2016

초음파 진동자에 의해 미립화된 탄화수소계 액체연료 분사화염의 연소특성을 고찰하기 위한 실험이 수행되었다. 초고속카메라를 이용하여 미립화된 액체연료의 화염형상을 획득하였고, 이미지 후처리를 통해 화염의 구조와 거동을 면밀히 분석하였다. 또한 정밀유량계측법을 이용하여 연소반응 시 소모된 연료량도 측정하였다. 그 결과, 수송기체 유량이 증가하면 무화된 연료의 분사량도 같이 증가하였으나, 공연비(air/fuel ratio)와 수송기체 유량의 상관성은 관찰되지 않았다. 화염면적은 공연비 보다는 연료의 분사량과 진동자 인가전력에 종속하였으며, 화염면적의 FFT 분석을 통해 생성화염의 진동특성도 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.309-314
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• 2012

풀화재에서 화염진동은 주위공기와의 밀도차에 의한 부력효과에 기인하여 주로 발생한다. 본 연구에서는 부력이 지배적인 풀화재의 불안전성에 대하여 산화제유속의 효과를 검토하기 위해 컵버너 실험을 수행하였다. 실험결과는 진동주파수가 산화제의 유속이 증가함에 따라 감소함을 보인다. 무차원 변수로 표현되는 주파수와 부력의 관계로 도시하였을 때 다양한 속도스케일을 사용할 수 있었지만, 연료와 산화제의 유속차로 정의되는 특성속도인 경우에 정지되어 있는 공기중에서의 풀화재 진동과 일치하는 관계식을 얻을 수 있었다. 이러한 사실은 부력이 지배적인 화염에서 불안전성의 원인은 전단면에서의 Kelvin-Helmholtz 불안전성이 주된 기구라는 것을 증명해준다. 산화제의 농도를 변화시켰을 경우에는 산화제의 불활성기체의 농도가 증가할수록 청염의 길이가 길어지고 컵버너 끝단으로부터 부상되는 것이 관찰된다. 또한 진동주파수는 희석율과는 특정한 관계를 보이지 않는데 이는 국부적 화염구조와 연관성을 가지기 때문으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권12호
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• pp.1193-1199
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• 2012

액체연료를 사용하는 풀화재에서 화염불안정성에 대하여 산화제 유속변화와 농도변화의 효과를 알아보기 위해 컵버너 실험을 수행하였다. 연료는 헵탄을 사용하였고, 산화제는 공기에 질소와 이산화탄소를 희석하였다. 소화근처에서 축방향 및 화염 밑면에서 두 가지 형태의 대표적인 불안정성이 관찰되었다. 화염 밑면에서 발생되는 불안정성은 셀, 스윙, 회전 모드로 특성화 할 수 있고, 산화제의 유속이 증가할수록 모든 불활성 기체에서 셀, 스윙 모드에서 회전모드로 천이하였다. 이러한 화염밑면 불안정성에 영향을 미치는 변수들을 파악하기 위하여 초기혼합률, Le 수, 단열화염온도에 대해서도 함께 조사되었다. 이 중 Le 수가 불안정성 모드와 가장 큰 상관관계를 보이고 있지만 보다 정확한 관계를 규명하기 위해서는 더 많은 실험조건에서의 결과가 요구된다. 또한, 소화농도근처의 화염에서는 유속이 작거나 큰 경우에는 축방향 주기적인 진동불안정성이 나타나지 않고, 적절한 산화제 속도 영역에서만 관찰된다. 이는 작은 유속에서는 증발하는 연료속도가 임계유속이하이며, 큰 유속에서는 반응중인 연료유속과 산화제 유속이 유사하기 때문으로 판단된다.