• 제목/요약/키워드: ultrasonic wave excitation

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정상 초음파장의 간섭에 의한 메탄/공기 예혼합화염의 구조 변이 (Structural Variation of Methane/Air Premixed Flame Caused by the Intervention of Ultrasonic Standing-wave)

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.1-6
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    • 2011
  • 본 연구에서는 정상초음파장의 간섭에 의해 야기되는 예혼합화염의 구조 변이를 규명하기 위한 실험 결과를 제시한다. 화염전파를 관찰하기 위해 슐리렌 기법을 이용하였으며, 초기압력 및 연소챔버 개방 유무에 따른 화염선단의 형태 및 화염 전파속도를 고찰하였다. 정상초음파장에 의한 화염선단의 찌그러짐이 관찰되었고, 초음파장의 특성이 변하지 않는 한 그 수직방향으로의 위치는 일정하였다. 정상초음파의 영향을 받은 화염은 전파할수록 구조적 변화가 심해졌으며, 전파속도 또한 증가하였다. 반사파와 정상초음파의 영향으로 연꽃모양의 화염(lotus flame)이 형성되는 사실을 발견할 수 있었다.

메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동에 대한 정상초음파의 교반 효과 (Agitation Effects of an Ultrasonic Standing Wave on the Dynamic Behavior of Methane/Air Premixed Flame)

  • 서항석;이상신;김정수
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.318-323
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    • 2012
  • 본 연구에서는 정상초음파와 교반하는 메탄/공기 예혼합화염의 동역학적 거동을 규명하기 위한 실험결과를 제시한다. 슐리렌 기법을 이용하여 전파하는 화염을 가시화하였고, 이미지 후처리를 통해 정상초음파 유무에 따른 화염선단의 형상 및 전파속도를 관찰하였다. 전파속도는 연소한계를 제외한 당량비에서 정상초음파장이 가진되는 경우에 더욱 증가하였으며, 화염선단의 찌그러지는 위치는 초음파 특성이 변하지 않는 한 일정하였다.

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Slit-jet 노즐을 통해 분사되는 초음파 무화 케로신 화염의 정상초음파 가진에 의한 거동 변이 (Behavioral Change of the Ultrasonic Standing Wave-affected Flame in the Reaction Zone of the Ultrasonically-atomized Kerosene Injected through a Slit-jet Nozzle)

  • 배창한;강윤형;안현종;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.60-67
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    • 2022
  • 본 연구는 정상초음파 가진 유무에 따른 초음파 무화 케로신 화염의 거동변이를 분석하기 위해 수행되었다. Slit-jet 노즐을 통과하며 생성된 연소영역은 DSLR, ICCD 및 초고속카메라와 슐리렌 기법을 통해 가시화되었고, 연료소모량은 정밀저울을 통해 측정하였다. 그 결과, 정상초음파 가진시, OH 라디칼의 강도가 증가하는 것이 관찰되었고 정상파장 상단부에서 최적 연소 조건이 형성됨을 확인하였다.

온도 보상을 이용한 자기변형 위치 센서의 정확도 향상 방법 (A Novel Method for Improving the Positioning Accuracy of a Magnetostrictive Position Sensor Using Temperature Compensation)

  • 유은주;박영우;노명규
    • 센서학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.414-419
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    • 2019
  • An ultrasonic based magnetostrictive position sensor (MPS) provides an indication of real target position. It determines the real target position by multiplying the propagation speed of ultrasonic wave and the time-of-flight between the receiving signals; one is the initial signal by an excitation current and the other is the reflection signal by the ultrasonic wave. The propagation speed of the ultrasonic wave depends on the temperature of the waveguide. Hence, the change of the propagation speed in various environments is a critical factor in terms of the positioning accuracy in the MPS. This means that the influence of the changes in the waveguide temperature needs to be compensated. In this paper, we presents a novel way to improve the positioning accuracy of MPSs using temperature compensation for waveguide. The proposed method used the inherent measurement blind area for the structure of the MPS, which can simultaneously measure the position of the moving target and the temperature of the waveguide without any additional devices. The average positional error was approximately -23.9 mm and -1.9 mm before and after compensation, respectively. It was confirmed that the positioning accuracy was improved by approximately 93%.

Slit-jet 노즐을 통과한 초음파 무화 에어로졸 화염에 정상초음파가 미치는 영향 (Effects of Ultrasonic Standing Wave on the Ultrasonically-atomized Aerosol Flame Injected through a Slit-jet Nozzle)

  • 안현종;강윤형;김정수
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.53-60
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    • 2020
  • 액체연료 분무 연소에서 화염 외부에 정상초음파 가진을 통해 압력장을 조절함으로써 초음파 무화액체연료 화염에 미치는 초음파 가진의 영향을 관찰하는 실험을 수행하였다. 초음파에 의해 미립화된 케로신 에어로졸화염은 초고속카메라, DSLR 그리고 슐리렌 촬영기법을 이용하여 가시화하였다. 연소시 소모된 연료량은 정밀유량측정법으로 계측하였고, 이를 통해 수송기체 공연비를 구할 수 있었다. 실험결과, 2차화염영역에 정상초음파를 가함에 따라 액체연료 에어로졸의 연소반응률이 증대되는 것을 관찰할 수 있었다.

Characteristics of Particle Separation in Suspension using an Ultrasonic Standing Wave

  • Shin, Beom-Soo;Danao, Mary-Grace C.
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제37권2호
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    • pp.113-121
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    • 2012
  • Purpose: Particle separation in solution is one of important process in a unit operation as well as in an extract preparation for biosensors. Contrary to centrifuge-type of mesh-type filter, using an ultrasonic standing wave make the filtering process continuous and free from maintenance. It is needed to investigate the characteristics of particle movement in the ultrasonic standing wave field. Methods: Through the computer simulation the effects of major design and driving parameters on the alignment characteristics of particles were investigated, and a cylindrical chamber with up-stream flow type was devised using two circular-shape PZTs on both sides of the chamber, one for transmitting ultrasonic wave and the other for just reflecting it. Then, the system performance was experimentally investigated as well. Results: The speed of a particle to reach pressure-node plane increased as the acoustic pressure and size of particle increased. The maximum allowable up-stream flow rate could be calculated as well. As expected, exact numbers of pressure-node planes were well formed at specific locations according to the wavelength of ultrasonic wave. As the driving frequency of PZT got close to its resonance frequency, the bands of particles were observed clearer, which meant the particles were trapped into narrower space. Higher excitation voltages to the PZT produced a greater acoustic force with which to trap particles in the pressure-node planes, so that the particles gathered could move upwards without disturbing their alignments even at a higher inlet flow rate. Conclusions: This research showed the feasibility of particle separation in solution in the continuous way by an ultrasonic standing wave. Further study is needed to develop a device to collect or harvest those separated particles.

정상초음파의 주파수 변화에 따른 C3H8-Air 예혼합화염의 전파거동 및 구조변이 (Propagation Behavior and Structural Variation of C3H8-Air Premixed Flame with Frequency Change in Ultrasonic Standing Wave)

  • 이상신;서항석;김정수
    • 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.

배열형 Fiber-PZT 센서 시스템의 개발 (Development of Fiber-PZT array sensor system)

  • 임승현;오일권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.212-213
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    • 2008
  • Ultrasonic fiber sensor is more cost-effective than optical fiber sensor using light. However, optical fiber lines are separately used for sensing. Thus, if it is applied for huge system, it is need many lines of the sensor systems. To overcome this point, novel ultrasonic sensor systems considering wave cancellation and modulation were newly developed. By using this schema, reference-free sensor system can be developed. By using ultrasonic waves of different excitation frequencies, multiple input-signal output sensor system was also developed by applying spectrum analyses. Using the array type sensor system, the leakage of liquid and its evaporation can be monitored successfully.

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레이저 진동 측정기를 이용한 초음파 이송 시스템의 동작특성에 관한 연구 (A Study on the Motion Characteristics of the Ultrasonic Transport System using Laser Scanning Vibrometer)

  • 정상화;신병수;이경형
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.155-158
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    • 2003
  • In the semiconductor and the optical industry a new transport system which can replace the conventional sliding system is required. These systems are driven by magnetic field and conveyer belt. The magnetic field damages semiconductor and contact force scratches the optical lens. The ultrasonic wave driven system can solve these problem. In this paper, the vibration behavior of flexural beam in the ultrasonic transport system is verified using Laser Scanning Vibrometer. The experiments for verifying vibration are performed in three conditions such as in the maximum transport speed, in the zero speed, and in the change of transport direction.

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Laser Scanning Vibrometer를 이용한 초음파 이송시스템의 이송 메커니즘에 관한 연구 (A Study on Transport Mechanism of the Ultrasonic Transporting System using Laser Scanning Vibrometer)

  • 정상화;신병수
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.841-844
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    • 2003
  • In the semiconductor and the optical industry a new transport system which can replace the conventional sliding system is required. These systems are driven by magnetic field and conveyer belt. The magnetic field damages semiconductor and contact force scratches the optical lens. The ultrasonic wave driven system can solve these problem. In this paper, the vibration behavior of flexural beam in the ultrasonic transport system is verified using Laser Scanning Vibrometer. The experiments for verifying vibration are performed in three conditions such as in the maximum transport speed, in the zero speed, and in the change of transport direction.

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