기상 연소 중 폭연-폭발 전환의 근원

전문가 제언

○ 본문의 분석은 여기 소개된 George Markstein 박사와 개인적인 인연에서 시작되었다. Markstein 박사는 1960년대 말 분석자와 함께 Boston 근교의 Factory Mutual Research Corporation에서 일한 선배 과학자이다. Austria 태생의 미국 시민으로 모든 동료에게 존경받는 탁월한 과학자였다. 따라서 분석자는 상당한 감회를 가지고 본문을 분석하였다.

○ Factory Mutual Research Corporation은 화재 보험회사들이 연합하여 세운 화재 연구기관이다. 1960년대 말까지는 아직 폭발까지는 분석하지 못했고 주로 화염을 연구하는 단계였다. 그 때의 컴퓨터 성능으로는 본문에 나오는 충격파와 화염의 상호작용이나 그 충격파로 인한 불안정성의 분석은 불가능했다.

○ 분석자는 그 곳에서 정상상태(시간의 함수가 아닌)에서 층류화염의 형상을 연구하였다. 따라서 본문에 소개된 모든 방정식(시간 관계-항을 제외한)을 사용하였고 반응 속도는 무한히 빠르다고 가정하였다. 이 경우 화염은 두께가 없는 flame sheet로 나타난다. 본문에서와 같이 Le=Pr=Sc=1의 가정도 사용하였는데 이는 물질전달이 열전달과 같은 속도 및 패턴이란 가정이다.

○ 유체에서 운동량 보전의 법칙을 다루는 Navier-Stokes 방정식을 포함한 본문에서 소개한 (식 1)에서 (식 9)까지의 해답은 보통 물리적 공간과 시간을 눈금에 의하여 셀로서 구분지어 편미분 방정식을 표현하고 이것을 여러 개로 된 연립 방정식으로 푸는 것이다. 문제는 어떤 구간은 거의 마이크로적 공간과 시간에서 집중적인 물리적 및 화학적 변화가 일어나는데 다른 어떤 공간과 시간에서는 아무 변화도 없다는 것이다. 따라서 계산 상 눈금의 크기는 편의에 따라 공간적 및 시간적으로 가변적이어야 한다.

○ 복잡한 수치해석적 모사가 수식의 우수한 답인가를 확인하는 오직 한 가지 방법은 영상 시험의 수행이다. 즉, 시간적 및 공간적 셀의 크기를 변화시켜도 더 이상 변하지 않는 답을 얻는 것이다. 이때를 “수렴 한다”고 하는데 계산 결과의 유효성을 확인하는 기준이 된다.

저자

Oran, ES; Gamezo, VN; AF Oran, Elaine S.; Gamezo, Vadim N.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2007

권(호)

148

잡지명

Combustion and Flame

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

4~47

분석자

김*설

분석물

• 기상 연소 중 폭연-폭발 전환의 근원.pdf [263,344 byte]

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