• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.270-274
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• 1997

The numerical model that can describe the ignition of the pseudospark discharge using hybrid fluid-particle method has been developed. The evolution process of the discharge has been divided into four phases along the potential distribution. After the plasma enters in the hollow cathode, the confining effect which is one of hollow cathode properties occurs and the electron current on anode rises rapidly. As the plasma expands successively, the sheath contracts and as the electric field in the sheath increases, the field-enhanced thermionic emission(Schottky emission) occurs. From numerical results, the physical mechanism that causes the rapid current rise in the ignition of the pseudospark discharge could be identified.

• 한국연소학회지
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• 제2권1호
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• pp.17-27
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• 1997

It is well known that NOx formation has a strong dependence on the maximum temperature and correspondingly with the maximum chamber pressure of a closed combustion system. However, in a case of impinging-jet-flame (IJF hereafter) combustion with opposed dual pre-chambers, low $NO_x$ formation with high pressure could be achieved, but its mechanism has not been clearly understood so far. In this study, a three-dimensional analysis is adopted to resolve time-variant local properties that might indicate the mechanism of IJF combustion. Numerical results are verified by comparing them with experiments. The IJF combustion in a vessel with no pre-chamber, with single pre-chamber, and with dual pre-chambers is studied. The orifice diameter and the volumetric ratio of pre-chamber are used as geometric parameters. The effects of main-chamber ignition delay time and combustion time of main-chamber, orifice exit velocity, orifice exit temperature, turbulent kinetic energy of main-chamber and spatial distribution of temperature in the latter stage of combustion are investigated. A longer main-chamber ignition delay and a shorter main-chamber combustion time suppress the formation of high temperature region with respect to mean temperature, which consequently results in less NO production.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권6호
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• pp.851-860
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• 2002

In this study, it was attempted to obtain the fundamental data for the formation and oxidation of soot from a diesel engine. Combustion of spray injected into a cylinder is complex phenomenon having physical and chemical processes, and these processes affect each other. There are many factors in the mechanism of the formation and oxidization of soot and it is necessary to observe spray combustion microscopically. In order to observe with that view, free fuel droplet array was used as an experimental object and the droplet array was injected into an atmospheric combustion chamber with high temperature. Ambient temperature of the combustion chamber, interdroplet spacing, and droplet diameter were selected as parameters, which affect the formation and oxidation of soot. In this study, it was found that the parameters also affect ignition delay of droplet. The ambient temperature especially affected the ignition delay of droplet as well as the flame temperature after self-ignition. As the interdroplet spacing that means the local equivalence ratio in a combustion chamber was narrow, formation of soot was increased. As diameter of droplet was large, surface area of the droplet was also broad, and hence evaporation of the droplet was more active than that of a droplet with relative small diameter.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제6권6호
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• pp.555-561
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• 2005

This experimental study was executed to obtain basic data for actual engine operation using radical induced ignition method (RI) which can achieve emission reduction and high efficiency due to the rapid bulk combustion. In this study, a direct injection diesel engine was converted into SI type engine with a sparkplug. The modified SI type engine can be divided into two classes. One is the SI engine with a sparkplug only at the cylinder head, and the other is the SI engine with the sparkplug which is enveloped in a sub-chamber. Also, a basic experimental was conducted in order to investigate combustion mechanism of radical induced injection before the experiment execution for actual engine using the modified SI engine. The bulk combustion phenomenon of radical induced ignition method was analyzed from the basic experiment by using a constant volume chamber. Volume value of sub-chamber used in this experiment is approximately $0.2\%$ of one of the main combustion chamber. In this paper, combustion characteristics using radical induced injection method was compared with that of using spark ignition method according to change in the engine speed and equivalence ratio. As a result, in the case of the radical induced injection engine, the combustion duration and cycle variation were respectively reduced ranged from $\Phi$(equivalence ratio)=0.8 (lean mixture ratio) to $\Phi$=1.0 (stoichiometric ratio).

• 한국항공우주학회지
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• 제39권12호
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• pp.1166-1173
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• 2011

고체 로켓 추진기관에 적용 가능한 전기-기계식 점화안전장치를 설계하고 제작하였다. 본 전기-기계식 점화안전장치는 로터리 솔레노이드를 이용하여 장전되고 내장된 전기식 착화기를 발화하여 점화 에너지를 발생시킨다. 점화안전장치의 점화 성능을 검증하기 위한 방법으로 10-cc 밀폐용기 시험(Closed Bomb Test)을 실시하였고 점화안전장치 작동시 발생되는 고온, 고압의 가스로 인하여 밀폐용기 내부에 형성되는 압력을 계측하였다. 10-cc 밀폐용기 내부에 형성되는 압력과 점화가스 유로가 열리는 시간 등을 이상기체 방정식과 질량 및 에너지 보존 법칙을 적용한 1차원 가스 동력학 모델을 통하여 계산하였다. 모델링 예측과 CBT 시험 데이터를 비교한 결과 점화안전장치에서 발생되는 가스에 의해 밀폐용기에 형성되는 압력은 약 34%의 효율을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.545-550
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• 2012

고에너지 금속 분말은 높은 용융점을 가진 산화피막의 점화방해 효과로 인해 점화가 용이하지 않다. 따라서 점화를 위해서는 단시간에 높은 온도의 열적 공간을 형성할 수 있는 점화원이 필요하며 스팀 플라즈마 점화원은 탄화수소 계열의 점화원, 수소-산소 점화원, 레이져 점화원과 다르게 짧은 시간에 안정적으로 5,000 K 이상의 열적 공간을 형성할 수 있다. 또한 스팀을 작동가스로 사용하므로 친환경적이며 경제적이다. 따라서 본 연구는 스팀 플라즈마 점화기를 연소 시스템에 적용하기 위한 기초 연구로서 방출 분광법을 사용하여 플라즈마의 온도 분포 및 화학종을 분석하였으며, 연소시스템에 적용하여 금속 분말의 점화를 가시적으로 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권6호
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• pp.50-56
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• 2013

대향류 비예혼합 연료-공기 유동장에서 고온연료의 점화특성과 형성된 화염의 소화특성에 미치는 복사효과에 대해 수치계산을 통해 검토하였다. 화학반응의 계산을 위해 GRI-v3.0의 상세화학반응기구를 사용하였으며, 단열계산과 광학적으로 얇은 복사모델을 적용하여 계산을 수행하였다. 대향류 유동장의 점화와 소화점을 정확히 찾기 위하여 화염제어 연속계산법을 적용하였다. 결과를 통해 스트레인율 변화에 대해 최고 온도보다는 최고 H 라디칼 농도가 점화와 소화거동을 이해하는데 더 적합하다는 것을 확인하였다. 최고 H 라디칼 농도변화 거동을 통해 기존에 알려진 S-곡선, C-곡선 및 O-곡선 등을 확인하였다. 복사열손실 분율($f_r$)과 공간에 대해 적분된 열발생률(IHRR)을 통해 $f_r$이 가장 큰 점에서 복사효과에 의한 소화가 발생하였으며, 화염신장 소화점에서는 IHRR이 가장 높지만 화염에서의 전도에 의한 열손실로 인해 소화가 되는 것을 확인하였다. 복사는 화염신장 소화점에는 거의 영향이 없지만 복사 소화점과 점화점에는 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 또한 연료의 온도가 높아질수록 복사에 의한 소화점의 스트레인율과 화염신장에 의한 스트레인율 사이의 영역이 넓어지게 되어 화염 안정성이 향상되고 있음을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

본 연구에서는 바이오가스 기반 예혼합 압축착화(Homogeneous charged compression ignition, HCCI) 엔진에 수소를 첨가하였을 때, 연소실 내부 압력, 온도 배출가스에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 자세히는 수소 첨가량과 과다공기량(${\lambda}$) 변화에 따른 연소실 압력 온도, 그리고 생성물로서의 NO, $CO_2$ 배출 특성을 화학 반응 해석 프로그램을 사용하여 고찰하였다. 대상의 엔진은 2300cc 바이오가스 엔진 발전기로서 압축비 13:1, 발전량 15kW 급이다. 과급압은 1.2bar 고정 조건이며, rpm은 1800rpm의 정속 조건이다. 엔진 연소 방식은 예혼합 압축 착화를 모사하였다. 본 연구를 진행하기에 앞서 바이오가스의 주요 조성인 메탄의 연소 및 산화 메커니즘에 대한 선행 연구에 대한 고찰을 통하여 연소반응 메커니즘을 규명하기 위한 반응 메커니즘 연구 기술의 경향을 살펴보고, 본 연구에 적용 가능한 반응 메커니즘을 선정하여 해석을 진행하였다. 수소를 첨가할 때 NO는 증가하는 반면, $CO_2$등의 배출량은 감소하였고 실린더 내부 압력이 상승하며, 상승 구간이 진각 됨을 알 수 있었다. 또한, 희박영역에서 수소 첨가가 가연 한계를 증가시켰다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.234-238
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• 2008

수소의 연소과정 중 하나인 자연발화에 대해 HFP를 첨가하였을 때 발화 지연을 수치해석을 통하여 조사하였다. 단열 밀폐시스템에서 대기압 하에서의 비정상 상태를 가정하였으며, 수소/공기/헵타플루오르헵탄(HFP)의 반응기구는 93개의 화학종과 817개의 화학반응식을 고려하였다. 먼저 이론당량비의 순수한 수소/공기 혼합기 계산결과로부터 연료와 산화제만 존재하는 혼합기에서는 자연발화시간을 결정하는 판별방법의 선택은 그리 중요하지 않고, 대부분의 판별방법이 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 수소/공기의 자연발화시간은 기존문헌의 실험결과와 잘 일치함을 알 수 있어 사용된 수소반응기구를 검증할 수 있었다. HFP를 수소/공기 혼합기에 섞었을 경우에는 각 순간적 화학적 반응에 의해 OH농도의 변곡점이 다양한 시각에 나타나므로 온도의 변곡점으로 발화시간을 판단하는 것이 보다 타당하다는 결과를 얻었다. 그리고 HFP의 농도가 10% 이상인 경우 큰 발화지연효과를 볼 수 있는데, 이 때, HFP 농도가 증가할수록 희석효과에 비해 화학적 효과가 발화시간 지연에 보다 크게 기여함을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.627-637
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• 1985

본 논문에서는 종래의 방법을 개량해서 연소과정의 휘도변화를 전기적신호로 변환시키고, 이 전기신호와 연료분사개시기에 발생하는 전기신호와의 시간차를 시간 간격측정기에 의해 계측하는 방법을 택했다. 이 방법에 의해 측정하고저 하는 온도 또는 연료의 종류별로 매 1,000개의 시간차 데이터를 퍼스널.컴퓨터(personal compu- ter)에 기억시켜 통계처리했다.그리고 착화지연기간의 측정결과에 대해서는 보조연 료로서 사용한 유기화합물의 반응성으로 부터 고찰했다.