과제명 : 차세대 엔진의 연소특성 연구

분석구분

대학정보지원

과제수행자

김*철

분석일

2011-02-11 14:12:15.0

기술산업분류

에너지

작성기관

한국과학기술정보연구원

키워드

차세대 엔진    

과학기술표준분류

에너지 · 자원

내용

비행체의 고속추진기관으로 사용되는 스크램제트 엔진(Scramjet: Supersonic Combustion Ram Jet)은 흡인된 공기를 초음속 상태로 연소기에 보내 수소와 혼합 연소한다.
비행속도가 초음속인 경우에 연소실 기류를 아음속으로 감속시키면 온도 상승으로 금속 구조물의 한계온도를 초과할 수 있다. 기류를 초음속으로 보내면 되지만 초음속 연소에서는 연소열에 의한 온도 상승과 기체 급팽창으로 엔진 내부에 높은 압력이 형성하며 이로 인해 엔진 성능이 급격히 저하되는 열 폐색(thermal choking) 현상이 발생할 수 있다.
지금까지 열 폐색 연구는 비정상적 현상의 해명과 비행체의 안전성 영향평가 등에 집중되고 있으나 대학 등의 연구는 이론적인 연구가 주를 이루고 있고, 실제 시스템 개발에서 중요한 열 폐색의 제어연구는 아직까지 초기단계에 머물러 있는 실정이다.
본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 스크램제트 엔진의 여러 가지 구조모델을 대상으로 열 폐색에서 천이충격파 이동현상의 차별성을 구분하고, 유동장 변화를 온도, 압력, 전압 손실 등을 이용하여 정성적으로 비교 분석하였다. 또한 분리부의 구조 또는 Backward facing step에 의한 경사충격파의 상류전파 제어 가능성을 탐구하였다.

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