• 한국연소학회지
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• 제10권3호
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• pp.34-41
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• 2005

Hydrogen safety is one of the key technical issue with growing attention on utilization of hydrogen energy. This study is aimed to predict behavior of momentum-controlling buoyant jet and flame caused by hydrogen leakage from a high pressured tank. Approximate solutions were derived for the case of turbulent buoyant jet and diffusion flame in still air. In case of hydrogen jet with low Froude number (100-4000), computed jet trajectories were compared with experimental data and showed good agreement with them. Jet and flame trajectories and flame length of hydrogen are predicted and compared with the buoyant flame of propane. The results well show that buoyancy is dominant in the range of low Froude number, while initial momentum is dominant in the range of high Froude number. That effect is more distinct for hydrogen flame than the case of propane.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.207-214
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• 2005

Hydrogen safety is one of the key technical issue with growing attention on utilization of hydrogen energy. This study is aimed to predict behavior of momentum-controlling buoyant jet and flame caused by hydrogen leakage from a high pressured tank. Approximate solutions were derived for the case of turbulent buoyant jet and diffusion flame in still air. In case of hydrogen jet with low Froude number (100-4000), computed jet trajectories were compared with experimental data and showed good agreement with them. Jet and flame trajectories and flame length of hydrogen are predicted and compared with the buoyant flame of propane. The results well show that buoyancy is dominant in the range of low Froude number, while initial momentum is dominant in the range of high Froude number. That effect is more distinct for hydrogen flame than the case of propane.

• 한국연소학회지
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• 제17권4호
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• pp.30-37
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• 2012

The flame lengths and NOx emission characteristics of syngas $H_2$/CO turbulent non-premixed jet flames were investigated. The flame length which is the main parameter governs NOx emission was studied for various syngas compositions. The flame length was compared with previous correlation between Froude number and flame height and it shows that they have good agreements. It was confirmed that the turbulent jet flames herein investigated are in the region of buoyancy-momentum transition. NOx emission was reduced with increased Reynolds number and CO contents in syngas fuel and with decreased fuel nozzle diameter which is attributed by decreased flame residence time. Previous EINOx scaling based on flame residence time of $L_f^3/(d_f^2U_f)$ satisfies only the jet flame in momentum-dominated region, not buoyancy-momentum transition region. The simplified flame residence time ($L_f/U_f$) was adopted in modified EINOx scaling. The modified scaling satisfies the jet flames not only in momentum-dominated region but in buoyancy-momentum transition region. The scaling is also satisfied with $H_2$/CO syngas jet flames.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2005

Transition of momentum-controlling hydrogen jet to buoyant jet is experimentally investigated in order to develop a prediction model for the moving trajectory of hydrogen leaked from hydrogen devices. In the experiments, room-temperature helium, that has a similar density to the hydrogen leaked from high pressure tank, is horizontally injected through a 4mm tube and its moving trajectory is visualized by the shadowgraph method. The moving trajectories are found to be parabolic, thereby exhibiting increasing influence of the buoyancy. In analyzing the experimental results, the vertical movement is assumed to be controlled by the buoyancy while the horizontal movement is controlled by the air entrainment caused by the initial momentum. The resealing based on this assumption yields a single curve fitting to the all experimental results.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.438-444
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• 2010

Crossflow에 미치는 영향을 최소화하면서 liquid Jet의 미립화 및 혼합특성을 향상시키기 위한 JICF의 분무 특성에 대해 실험적으로 연구하였다. Crossflow의 온도, 속도, 압력과 liquid Jet의 속도, 압력을 변화시키면서 crossflow와 liquid jet의 momentum ratio(q)의 변화에 따른 spray boundary (outer boundary, inner boundary)를 측정하고 실험식을 유도하여 선행연구자의 결과와 비교하였다. 특히, injector의 형상에 따른 jet penetration를 측정하여 dual orifice injector의 경우 전단 오리피스의 영향으로 후단 오리피스에서의 jet penetration은 single orifice injector 분사노즐과 비교할 때 약 18% ($L_h$=4 mm) 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.1-9
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• 2012

동축형 다공성재 분사기에서는 중심 액체제트 주위를 둘러싼 원통형 다공성재의 내부 표면에서 반경방향으로 분사된 기체가 중심액체제트와 상호작용을 하게 된다. 표면분사된 기체제트는 반경방향에서 축방향으로 발달하며, 그 과정에서 액체분무의 중심부까지 운동량을 효과적으로 전달하여 미립화 및 혼합 성능을 향상시킨다. 본 연구에서는 기체분사 면적 및 기체분사 질량유량을 변화시켜 각각 운동량 비 및 웨버수의 크기를 조절하였으며, 이에 따른 물-공기 모사추진제 수류시험에서의 분무특성에 대한 고찰을 수행하고 동일 스케일의 전단 동축형 분사기와의 비교 분석이 이루어졌으며, 동축형 다공성재 분사기에서 반경방향으로의 기체분사가 2상유체의 미립화/혼합에 긍정적인 영향을 주는 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.267-274
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• 2009

아음속 영역의 대류에 평행하게 압력형 스월 제트를 분사시켜 액막 분열 및 액적 크기와 분포를 실험적으로 측정하였다. 대류로 인한 거시적과 미시적인 분무 특성의 영향을 제트 $We_{\iota}$수와 기상에 대한 액상의 운동량 비를 사용하여 광학적인 방법으로 측정하였다. 낮은 제트 $We_{\iota}$수일 때는 제트의 원심력 부족으로 인해 액막을 형성하지 못하고 Rayleigh 제트 분열을 하게 된다. 높은 $We_{\iota}$수에서는 거시적인 분무 특성은 대류의 영향을 거의 받지 않지만 미시적인 분무 특성은 운동량 비가 높을수록 2차 미립화 과정을 통해 대류의 영향을 많이 받았다. 대류는 제트의 분열을 촉진시키고 스월 제트의 분무 특성을 향상하는 것으로 관찰되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.81-86
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• 2004

롤 회전하는 유도탄에서 축소-확대 노즐을 지나는 추진 제트와 유도탄과의 각운동량 교환을 통하여 유도탄의 각운동량이 증가하게 되고 이러한 현상을 제트 롤 댐핑이라 한다. 본 연구에서는 제트 롤 댐핑을 각운동량 보존 방정식으로부터 유도하고 근사적인 계산을 통하여 신궁 유도탄의 제트 롤 댐핑의 최대값을 산출하였다. 또한 축대칭 압축성 난류 유동에 대한 수치 해석을 통하여 산출한 제트 롤 댐핑값을 비교하였다.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제10권1호
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• pp.47-53
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• 2017

Surface pressure integration and momentum method were respectively performed to evaluate the impeller thrust and the system thrust of a contra-rotating axial flow water jet propulsion, and an interesting phenomenon so-called thrust paradox was revealed. To explain the paradox, the impeller thrust and the system thrust were physically and theoretically analyzed, the results show that the impeller thrust is head involved and is determined by the hydraulic parameters upstream and downstream the impeller, while the momentum method depicted by a classic equation is valid simply under the best efficiency point. Consequently, the role of a water jet propulsion nozzle was deduced that the nozzle is mainly to limit the flow rate that crosses the impeller and to assure the system working under the best efficiency condition apart from its ability to produce momentum difference. Related mathematical formula expressed the nozzle diameter is the dominant variable used to calculate the working condition of the water jet propulsion. Therefore the nozzle diameter can be steadily estimated by the former expression. The system thrust scaling characteristics under various speeds were displayed lastly.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.905-911
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• 2017

공기와 물을 사용하여 인젝터의 위치와 운동량 플럭스 비가 수직유동이 횡단유동장내의 수직분사 제트에 미치는 영향을 정성적으로 연구하고 도시하였다. 운동량 플럭스 비를 고정하고 인젝터 홀의 위치를 변화시키고 역으로 인젝터 홀의 위치를 고정하고 운동량 플럭스 비를 변화시켰다. 이미지 가시화는 고속카메라를 이용하여 Shadowgraph 기법을 사용하였다. 가시화된 이미지는 밀도구배강도 이미지를 통하여 분무의 차이를 비교하였다. 장치의 x/d가 증가할수록 제트의 분열 높이가 낮아지며 분무 각도 또한 감소하는 것을 관측하였다. x/d가 0일 때는 어떠한 운동량 플럭스 비에서도 분무가 바닥과 천장에 닿게 되는 결과를 보였다.