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와동과 상호작용하는 화염편에서의 오염물질 생성특성
Pollutant Formation Characteristics in a Flamelet Interacting with a Vortex

오창보    (부경대학교 안전공학부   ); 이의주    (부경대학교 안전공학부  );
  • 초록

    Flame structure of diffusion flame interacting with a single vortex was investigated with direct numerical simulation (DNS). A well-known counterflow diffusion flame was used as an initial flat flame and single vortices were made by issuing a high-velocity jet abruptly in fuel- and air-side. The variations in the maximum concentration of major species (CO and $CO_2$ ) and NOx (NO and $NO_2$ ) with the stoichiometric scalar dissipation rate were investigated. Unsteady effects in the species concentration variation of the flame interacting with a vortex were identified by comparing with that of steady flame. $NO_2$ formation characteristics of the flame interacting with a vortex were well understood by investigating the $HO_2$ formation. To enhance the prediction performance in the fire simulation, current turbulent combustion modelings are needed to be modified by adopting the unsteady effects in the species concentrations of diffusion flame interacting with a vortex.


  • 주제어

    flame-vortex interaction .   counterflow flame .   unsteady effects .   nitrogen oxides .   numerical simulation.  

  • 참고문헌 (17)

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    3. G. H. Yeoh and K. K. Yuen, "Computational Fluid Dynamics in Fire Engineering", Elsevier, 2009. 
    4. P.-H. Renard, D. Thevenin, J. C. Rolon and S. Candel, "Dynamics of Flame/vortex Interactions", Progress in Energy and Combustion Science, Vol. 26, pp. 225-282, 1986. 
    5. C. J. Sung, J. B. Liu and C. K. Law, "Structural Response of Counterflow Diffusion Flames to Strain Rate Variations", Combustion and Flame, Vol. 102, pp. 481-492, 1995. 
    6. 오창보, 이창언, "비정상 $CH_4$/공기 제트 확산화염 에 관한 수치모사", 대한기계학회논문집 B권, 제 25권 제8호, pp. 1087-1096, 2001. 
    7. R. J. Kee, F. M. Rupley and J. A. Miller, "Chemkin-II : A Fortran Chemical Kinetic Package for the Analysis of Gas Phase Chemical Kinetics", Sandia Report, SAND89-8009B, 1989. 
    8. R. J. Kee, G, Dixon-Lewis, J. Warnatz, M. E. Coltrin and J. A. Miller, "A Fortran Computer Code Package for the Evaluation of Gas-Phase Multicomponent Transport Properties", Sandia Report, SAND86-8246, 1986. 
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    11. C. B. Oh, A. Hamins, M. Bundy and J. Park, "The Two-dimensional Structure of Low Strain Rate Counterflow Nonpremixed Methane Flames in Normal and Microgravity", Combustion Theory and Modelling, Vol. 12, No. 2, pp. 283-302, 2008. 
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    14. T. Sano, "$NO_2$ Formation in the Mixing Region of Hot Burned Gas with Cool Air", Combustion Science and Technology, Vol. 38, pp. 129-144, 1984. 
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    16. M. C. Drake and R. J. Blint, "Calculations of NOx Formation Pathways in Propagating Laminar, High Pressure Premixed CH4/Air Flames", Combustion Science and Technology, Vol. 75, pp. 261-285, 1991. 
    17. 오창보, 이창언, "$CH_4$-공기 분류 확산화염의 NOx 생성특성에 관한 수치해석", 대한기계학회논문집 B권, 제22권 제2호, pp. 193-204, 1998. 

 저자의 다른 논문

  • 오창보 (15)

    1. 2008 "HFP를 첨가한 수소/공기 혼합기의 발화억제" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 22 (3): 234~238    
    2. 2009 "부력 영향을 받는 제트 확산화염의 화염편 구조에 관한 수치계산 연구" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 24 (1): 14~20    
    3. 2009 "제트확산화염 소화농도의 비정상 유동효과" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 24 (6): 27~31    
    4. 2010 "수소화염과 탄화수소화염의 상호작용에 관한 수치계산 연구" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 25 (2): 12~17    
    5. 2010 "제트 확산화염구조에 대한 FDS 연소모델의 예측성능 비교 연구" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 25 (3): 22~27    
    6. 2011 "화염온도 제어법을 이용한 확산화염의 소화 및 점화특성 검토" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 26 (1): 21~26    
    7. 2011 "비정상 유동의 메탄/공기 혼합기 반응안정성 효과 연구" 한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety 26 (5): 1~6    
    8. 2015 "배기가스가 혼합된 고온 공기류에서의 CO 소멸특성에 대한 수치해석 연구" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 20 (3): 8~12    
    9. 2017 "백드래프트 현상의 LES를 위한 EDC 모델의 연소 화학반응기구 적합성 연구" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 31 (4): 35~42    
    10. 2018 "구획실 내 가스연료 화재의 CO 농도에 대한 FDS 연소모델의 예측성능 평가" 한국화재소방학회 논문지= Fire Science and engineering 32 (1): 7~15    
  • 이의주 (28)

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