가솔린 엔진에서 배기 온도 저감을 위한 열교환기 설계 최적화

이석환,박정서,배충식,Lee, Seok-Hwan,Park, Jung-Seo,Bae, Choong-Sik 한국자동차공학회 2007 한국 자동차공학회논문집 Vol.15 No.3

Design of experiments (DOE) technique has been used to design an exhaust heat exchanger to reduce the exhaust gas temperature under high load conditions in a spark-ignition engine. The DOE evaluates the influence and the interaction of a selected eight design parameters of the heat exchanger affecting the cooling performance of the exhaust gas through a limited number of experiments. The heat exchanger was installed between the exhaust manifold and the inlet of the close-coupled catalytic converter (CCC) to reduce thermal aging. To maximize the heat transfer between exhaust gas and coolant, fins were implemented at the inner surface of the heat exchanger. The design parameters consist of the fin geometry (length, thickness, arrangement, and number of fin), coolant direction, heat exchanger wall thickness, and the length of the heat exchanger. The acceptable range of each design parameter is discussed by analyzing the DOE results.

GIS와 확률론적 해석 기법을 기반으로 한 평면파괴의 운동학적 안정성 해석

이석환,박혁진,Lee, Seok Hwan,Park, Hyuck Jin 대한자원환경지질학회 2014 자원환경지질 Vol.47 No.2

암반으로 구성된 사면의 안정성은 암반 내에 포함되어 있는 불연속면의 방향과 강도 특성에 의해 좌우된다. 특히 암반사면의 안정성에 영향을 미치는 중요한 요인은 암반 내 불연속면의 방향과 사면 방향의 상대적 위치로 운동학적 분석에서는 이러한 사면의 방향성과 불연속면의 방향의 상대적 위치를 고려하여 사면 붕괴의 발생 여부를 판단한다. 기존의 운동학적 분석은 사면의 대표적인 방향을 먼저 결정하고 사면내에 분포하는 대표적인 불연속면의 방향성과의 비교를 통해 사면에서의 파괴 발생 여부를 평가하는 방식으로 수행되어왔다. 그러나 사면의 대표적인 방향성만을 이용하여 운동학적 분석을 수행하는 경우 사면 내에서 발생하는 사면 방향의 변화를 분석에 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다. 또한 불연속면 방향의 경우 불확실성에 의해 동일한 불연속면군에 속한 불연속면이라도 분산이 커지는 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 보완하기 위하여 수치지형도를 이용하여 사면을 여러 개의 cell로 구분하고 각 cell에서 사면의 경사방향과 경사를 획득하였다. 그리고 각 cell의 사면 방향을 불연속면의 방향성과 비교하여 각 cell에서의 평면파괴에 대한 운동학적 분석을 수행하였다. 또한 불연속면 방향성에 개입된 불확실성을 고려하기 위하여 불연속면의 경사와 경사방향을 확률변수로 선정하고 몬테카를로 시뮬레이션을 활용하여 확률론적 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 제안된 해석기법의 적정성을 파악하기 위하여 급경사지의 사면이 분포하고 있는 강원도 춘천시 관내 배후령길을 대상으로 분석을 수행하였다. The stability of rock slope is mainly controlled by the orientation and shear strength of discontinuties in rock mass. Therefore, in kinematic analysis, the orientation of the combination of discontinuities and slope face is examined to determine if certain modes of failure can be occurred. In previous kinematic analysis, a representative orientation of the slope face and mean orientation of discontinuity set were used as input parameters. However, since the orientations of slope face varies according to locations of measurement, the representative slope face orientation could cause misunderstanding for kinematic instability. In addition, since the orientations of each discontinuity are scattered in the same discontinuity set, there is the possibility that uncertainties are involved in the procedure of kinematic analysis. Therefore, in this study, the detailed digital topographic map was used to obtain the orientation of slope face. In addition, the probabilistic analysis approach was utilized to deal properly with the uncertainties in discontinuity orientation. The proposed approach was applied to steep slopes in mountain road located in Baehuryeong, Chunncheon city, Gangwon-Do. The analysis results obtained from the deterministic and probabilistic analysis were compared to check the feasibility of proposed the analysis.

LPG/바이오디젤 혼합연료를 사용하는 직접분사식 디젤엔진의 성능 및 배기특성에 관한 연구

이석환(Seok Hwan Lee),오승묵(Seung Mook Oh),최영(Young Choi),강건용(Kern Yong Kang) 한국가스학회 2010 한국가스학회지 Vol.14 No.1

본 연구에서는 LPG/바이오디젤 혼합연료의 직접분사식 디젤엔진 적용성에 관한 실험을 수행하였다. 특히, 혼합연료를 엔진에 적용하는 경우 엔진성능, 배출가스 (미연탄화수소, 일산화탄소, 질소산화물, 이산화탄소), 연소안정성에 대한 실험을 1,500 rpm의 엔진회전수 조건에서 수행하였다. 바이오디젤은 질량대비 20-60% 범위로 LPG에 혼합하였다. 바이오디젤을 40% 이상 혼합하는 경우 엔진은 모든 부하영역에서 매우 안정적으로 연소되었다. 바이오디젤의 혼합율이 증가할수록 혼합연료의 세탄가가 향상되어 연소시작 시점이 진각되었다. 혼합연료를 사용하면 저부하에서는 과혼합에 의한 부분연소로 인하여 THC와 CO의 배출량이 급증하였으며, NOx의 경우 저부하에서는 배출량이 디젤연료에 비해서 낮았으며 고부하에서는 더 많이 배출되었다. In this study, we experimentally investigated a compression ignition engine operated with Bio-diesel blended LPG fuel. In particular, the performance, emissions characteristics (including total hydrocarbon, carbon monoxide, nitrogen oxides, and carbon dioxides emissions), and combustion stability of a CI engine fueled with Bio-diesel blended LPG fuel were examined at 1500 rpm. The percentage of Bio-diesel in the fuel blend ranged from 20-60%. The results showed that stable engine operation was possible for a wide range of engine loads up to 40% Bio-diesel by mass. When the Bio-diesel content was increased, leading to a decrease in the lower heating value of the blended fuel, the cetane value increased, resulting in a advanced start of heat release. Exhaust emission measurements showed that THC and CO emissions were increased when using the blended fuel at low engine speeds due to partial burn from over-mixing. NOx emission was emitted less at lower loads and more at higher loads.

목질계 열분해유-바이오 디젤 유상액을 사용하는 직접분사식 디젤 엔진의 엔진성능 및 배기특성에 관한 연구

이석환 ( Seok Hwan Lee ) 한국분무공학회 2012 한국액체미립화학회지 Vol.17 No.4

The vast stores of biomass available in the worldwide have the potential to displace significant amounts of fuels that are currently derived from petroleum sources. Fast pyrolysis of biomass is one of possible paths by which we can convert biomass to higher value products. The wood pyrolysis oil (WPO), also known as the bio crude oil (BCO), has been regarded as an alternative fuel for petroleum fuels to be used in diesel engine. However, the use of WPO in a diesel engine requires modifications due to low energy density, high water contents, low acidity, and high viscosity of the WPO. One of the easiest way to adopt WPO to diesel engine without modifications is emulsification of WPO with diesel or bio diesel. In this study, a DI diesel engine operated with diesel, bio diesel (BD), WPO/BD emulsion was experimentally investigated. Performance and gaseous & particle emission characteristics of a diesel engine fuelled by WPO/BD emulsion were examined. Results showed that stable engine operation was possible with emulsion and engine output power was comparable to diesel and bio diesel operation.

LNG-디젤 혼소엔진의 성능 및 실차 적용성 연구

이석환 ( Seok Hwan Lee ),김홍석 ( Hong Suk Kim ),조규백 ( Gyu Baek Cho ),홍순철 ( Sun Cheol Hong ),이진욱 ( Jin Wook Lee ) 한국분무공학회 2011 한국액체미립화학회지 Vol.16 No.2

The electronically controlled diesel engine was converted to dual fuel engine system. Test engine was set up for investigating the power output, thermal efficiency and emissions. ND 13-mode tests were employed for the engine test cycle. The emission result of dual fuel mode meets Euro-4 (K2006) regulation and the engine performance of dual fuel engine was comparable to the performance of diesel engine. To estimate economical efficiency, test vehicles have been operated on a certain driving route repeatedly. Fuel economy, maximum driving distance per refueling and driveability were examined on the road including free ways. Developed vehicle can be operated over 500 km with dual fuel mode and shows 80% of diesel substitution ratio. Driveability of dual fuel mode is similar with that of diesel mode.

형광온도계를 사용한 초음속 연소기 표면온도 가시화 기술 개발

이석환(Seok Hwan Lee),김용규(Yong-Gyoo Kim),강웅(Woong Kang),김성훈(Sunghun Kim),이승훈(Seunghoon Lee),양인영(Inyoung Yang) 한국추진공학회 2019 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.5

본 연구에서는 스크램제트 엔진에서 재생냉각 성능을 평가하기 위하여 형광체 온도계를 사용하여 연소기의 벽면 온도를 가시화하는 연구가 수행되었다. YAG:DY 형광체를 초음속 연소기 벽면에 코팅하여 온도를 측정하게 하였다. 355 nm 의 파장을 가진 Nd:YAG 레이저를 사용하여 형광체를 여기시키고 이때 발생하는 형광신호를 분광기 및 ICCD 카메라로 측정하였다. 형광체에서 발생되는 두 개의 신호 (450 nm, 480 nm) 비는 온도가 증가함에 따라서 직선형으로 증가하였다. 교정로의 온도를 200 도에서 800 도 까지 바꾸면서 온도장을 측정하였고 각 온도에서 균일한 온도장을 획득하였다. 스크램젯 연소기 표면을 냉각시키기 위하여 연소기 벽면 내부에 유로를 설치하여 연료를 주입하고. 벽면의 온도장을 가시화 하였다. 그래서 연료의 주입량에 따른 벽면 냉각특성이 형광온도계로 측정된 온도장을 통해 분석되었다. In this study, to evaluate the regenerative cooling performance in the scramjet combustor, the surface temperature on the combustor wall was visualized. YAG:Dy phosphor was coated on the wall of the supersonic combustor to measure the surface temperature. Nd:YAG laser with a wavelength of 355 nm was used to excite the phosphor, and the fluorescence signal generated. The fluorescence signal was measured with a spectroscopy and an ICCD camera. The ratio of the two signals (450 nm, 480 nm) generated in the phosphor increased linearly with increasing temperature. The uniform temperature was visualized at the specific set temperatures (2000, 400, 600 and 800℃) in the furnace. In order to cool the surface of the scramjet combustor, a flow path was installed inside the combustor wall and the fuel injected through the flow path. Therefore, the wall cooling characteristics of the injected amount of fuel were analyzed through a temperature field measured by a phosphor thermometry.

레이저 유도 플라즈마 분광분석법을 이용한 연소 가스 온도 측정 기술

이석환(Seok Hwan Lee),김용규(Yong-Gyoo Kim),강웅(Woong Kang),정욱철(Wukchul Joung),이주현(Joo Hyun Lee),김성훈(Sunghun Kim),양인영(Inyoung Yang) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2017 No.5

레이저 유도 플라즈마 분광분석법 (Laser-induced breakdown spectroscopy : LIBS) 은 기존의 레이저 기반의 연소 진단 기법들의 약한 신호세기, 복잡한 장비 구성, 낮은 정확도 등의 단점을 보완하는 기법이다. 본 연구에서는 LIBS를 활용하여 스크램 제트 엔진의 연소 가스 온도를 측정하기 위한 기초연구가 수행되었다. 스크램 제트 엔진에서 사용되는 Jet A-1 연료로 스프레이 화염을 만들고 교정된 열전대로 화염 상부에서의 가스 온도를 측정하였다. 그리고 열전대의 온도 측정위치와 동일한 지점에서의 LIBS 신호를 획득하였다. LIBS 스펙트럼을 분석하여 LIBS 신호와 열전대로 측정된 기준 온도와의 보정곡선을 얻었다. 그래서 본 연구를 통해 LIBS를 활용하여 연소 가스의 온도를 in-situ 하게 측정할 수 있음을 확인하였다. Laser-induced breakdown spesctroscopy (LIBS) is a technique that complements the disadvantages of conventional laser-based combustion diagnosis techniques such as weak signal strength, complex equipment configuration, and low accuracy. In this study, basic research was carried out to measure the combustion gas temperature of scramjet engines using LIBS. Spray flames were generated from Jet A-1 fuel used in scramjet engines and gas temperatures were measured at the top of the flames with a calibrated thermocouple. The LIBS signals were acquired at the same points as the temperature measurement positions of the thermocouple. The LIBS spectra were analyzed to obtained a calibration curve between the LIBS signal and the reference temperature measured at the thermocouple. Therefore, it was confirmed that the combustion gas temperature can be measured in-situ using LIBS.

형광체 온도측정을 통한 반응성 가스 유동 내 표면 온도 가시화

이석환(Seok Hwan Lee),방승환(Seunghwan Bang),강웅(Woong Kang),양인영(Inyoung Yang),김용규(Yong-Gyoo Kim) 한국추진공학회 2018 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.5

본 연구에서는 스크램제트 엔진에서 연소기 벽면의 온도를 측정하기 위해서 형광체 온도계를 사용하여 연소기의 표면 온도를 측정하는 기초연구를 수행하였다. YAG:DY 형광체를 스크램제트 엔진에 사용하는 세라믹 복합체 시편에 코팅하여 표면의 온도를 측정하였다. 355 nm 의 파장을 가진 Nd:YAG 레이저를 사용하여 형광체를 여기시키고 이때 발생하는 형광신호를 분광기 및 ICCD 카메라로 측정하였다. 형광체에서 발생되는 두 개의 신호 (450 nm, 480 nm) 비는 온도가 증가함에 따라서 직선형으로 증가하였다. 교정로의 온도를 200 도에서 800 도 까지 바꾸면서 온도장을 측정하였고 각 온도에서 균일한 온도장을 획득하였다. 최종적으로 케로신 화염에서 시편의 표면온도를 가시화하였고 화염내부에서의 표면온도를 형광체 온도계를 활용하여 가시화 할 수 있음을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 추후 초음속 연소기의 표면온도장을 정량적으로 측정할 수 있을 것이다. In this study, a basic study was carried out to measure the surface temperature of a scram-jet combustor using a phosphor thermometry. YAG:Dy phosphor was coated on a ceramic composite specimen used for scramjet engine to measure the surface temperature. Nd:YAG laser with a wavelength of 355 nm was used to excite the phoshor, and the fluorescence signal generated. The fluorescence signal was measured with a spectroscopy and an ICCD camera. The ratio of the two signals (450 nm, 480 nm) generated in the phosphor increased linearly with increasing temperature. The uniform temperature was visualized at the specific set temperatures (2000, 400, 600 and 800℃) in the furnace. The surface temperature of the specimen was visualized in the kerosene flame using a phosphor thermometry.

대형 천연가스 엔진의 고유량 MPI 분사기 개발

이석환 ( Seok Hwan Lee ),이진욱 ( Jin Wook Lee ),지강훈 ( Kang Hun Jee ),최민호 ( Min Ho Choi ),노윤현 ( Yun Hyun Roh ) 한국액체미립화학회 2008 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2008 No.-

Balanced ScoreCard(BSC) in the Public Sector and Its Forward Looking Focus Revisited

이석환(Lee Seok-Hwan) 서울행정학회 2003 한국사회와 행정연구 Vol.14 No.2

본 논문에서는 최근 성과측정기법으로 민간부문에서 개발되고 공공부문에서 확대적용되기 시작한 이른바 "균형화된 점수표(Balanced ScoreCard: BSC)"가 강조하는 미래지향적 관점의 한계를 지적하고 진정한 의미의 미래지향적 성과측정기법은 실질적 성과뿐 아니라 성과에 직간접적으로 영향을 미치는 중요한 요소들에 대한 측정도 병행되어야 한다는 점을 강조한다. 기존의 균형화된 점수표는 그것의 다차원적인 성과측정방식(재정적 측면, 고객의 측면, 내부과정의 측면, 성장과 학습의 측면)에도 불구하고 급변하는 환경하에서 공공부문의 관리자에게 의미있는 미래지향적 정보를 제시하지 못한다는 것이다. 이러한 관점에서 본 논문은 미국 공공부문에서 균형화된 점수표를 적용한 4가지의 사례를 분석하고, 실제성과에 직간접적으로 영향을 미치는 요소들을 제시함으로써 이를 포함하는 하나의 대안적 성과측정모형인 "이중으로 균형화된 점수표(Double Balanced ScoreCard: DBSC)"의 기본 틀을 제시하고자 한다.