초록 ▼

[아크 가열 풍동을 이용한 내열 재료 실험 및 특성 분석]
- 재진입 환경 모사를 위한 아크 가열 풍동의 기본 성능 점검 및 유동장 측정
- 아크 가열 풍동을 이용한 내열 재료 3종에 대한 17번의 삭마 실험 수행
- 내열 재료의 삭마 실험 전후 표면 및 내부 삭마 특성 분석

[내열 재료의 전산 모형 개발 및 열 보호 시스템 설계 ]
- 분리-혼합 기법을 이용한 내열 재료의 열-기공-탄성 거동 해석 수행
- 미시역학적 대표 체적 요소를 이용한 다공성 복합재료의 표준 전산 모형 60종 개발

[아크 가열 풍동을 이용한 내열 재료 실험 및 특성 분석]
- 재진입 환경 모사를 위한 아크 가열 풍동의 기본 성능 점검 및 유동장 측정
- 아크 가열 풍동을 이용한 내열 재료 3종에 대한 17번의 삭마 실험 수행
- 내열 재료의 삭마 실험 전후 표면 및 내부 삭마 특성 분석

[내열 재료의 전산 모형 개발 및 열 보호 시스템 설계 ]
- 분리-혼합 기법을 이용한 내열 재료의 열-기공-탄성 거동 해석 수행
- 미시역학적 대표 체적 요소를 이용한 다공성 복합재료의 표준 전산 모형 60종 개발
- 삭마 실험 시편의 내부 영상 기반 3차원 전산 모형 19종 개발
- 열 보호 시스템 설계를 위한 데이터 시스템 PoCoDATA 구축
- 내열 재료, 열구조, 열유체 연계 해석 인터페이스 구축 및 종합 분석 수행

(출처 : 보고서 요약서 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 제 1장 연구개발 과제의 개요 ... 7
• 1.1 연구개발의 개요 ... 7
• 1.2 연구개발의 필요성 ... 7
• 1.2.1 아크 가열 풍동 삭마 실험 기반의 미시역학적 해석 모형화 ... 7
• 1.2.2 삭마 복합재료를 위한 실험 기반 미시역학 구성 방정식 연구 ... 8
• 1.2.3 재료 및 경계 비선형을 갖는 열 보호 시스템의 열구조 해석 ... 8
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 2.1 대기권 재진입 환경 모사 및 고엔탈피 유동 측정 기법 ... 9
• 2.1.1 대기권 재진입 환경 측정 및 모사 연구 ... 9
• 2.1.2 아크 가열 풍동을 이용한 삭마 실험 ... 10
• 2.1.3 고엔탈피 유동의 특성 및 측정 기법 ... 11
• 2.1.4 내열 재료의 가열 온도 측정 기법 ... 13
• 2.2 내열 재료의 열기계적 거동 ... 14
• 2.2.1 내열 재료의 개발 및 분류 ... 14
• 2.2.2 내열 재료의 기계적 삭마 ... 15
• 2.2.3 내열 복합재료의 열분해 및 기공 탄성 거동 ... 15
• 2.2.4 내열 복합재료의 비탄성 거동 ... 16
• 2.2.5 내열 복합재료의 파손 예측 ... 17
• 2.3 내열 재료의 표면 상태 분석 및 영상 기반 전산 모형화 ... 18
• 2.3.1 내열 재료의 표면 상태 분석 ... 18
• 2.3.2 영상 기반 전산 모형화 ... 19
• 2.4 열 보호 시스템 설계 절차 및 데이터시스템 구축 ... 20
• 2.4.1 실험/해석 자료 통계 처리를 통한 데이터시스템 구축 ... 20
• 2.4.2 열 보호 시스템 설계 절차 ... 21
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 22
• 3.1 아크 가열 풍동을 이용한 재진입 극한 환경 모사 ... 22
• 3.1.1 아크 가열 풍동 및 삭마 실험 설비 ... 22
• 3.1.2 아크 가열 풍동을 이용한 고엔탈피 유동 측정 ... 27
• 3.2 내열 복합재료의 삭마 실험 및 정량적 분석 ... 34
• 3.2.1 내열 복합재료의 표면 상태 분석 ... 34
• 3.2.2 내열 복합재료의 내부 상태 분석 ... 45
• 3.3 내열 복합재료의 열기계적 거동 해석 ... 52
• 3.3.1 분리-혼합 기법을 이용한 내열 복합재료의 열기계적 거동 해석 ... 52
• 3.3.2 대표 체적 요소를 이용한 전산 모형 개발 및 기공 탄성 해석 ... 67
• 3.3.3 삭마 시편의 영상 기반 전산 모형 개발 및 유효 물성 산출 ... 75
• 3.3.4 열 보호 시스템 설계를 위한 데이터시스템 구축 ... 80
• 3.4 열 보호 시스템 설계 및 해석 절차 확립 ... 82
• 제 4장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 89
• 4.1 연구개발의 목표 달성도 ... 89
• 4.1.1 연구개발의 최종 목표 ... 89
• 4.1.2 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 90
• 4.1.3 계획 대비 달성도 ... 92
• 4.1.4 세부 연구 목표 및 가중치 ... 92
• 4.1.5 연구 성과 ... 93
• 4.2 관련 분야에의 기여 ... 97
• 4.2.1 기술적 측면 ... 97
• 4.2.2 경제적/산업적 측면 ... 97
• 제 5장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 99
• 5.1 행성 탐사선의 열 보호 시스템 최적 설계 ... 99
• 5.2 우주 발사체 노즈 페어링 및 분사 노즐 내열재 삭마 해석 ... 99
• 5.3 스크램 제트 엔진의 재료 최적화 ... 100
• 5.4 슈퍼컴퓨터를 통한 삭마 재료의 데이터베이스 구축 ... 101
• 제 6장 참고문헌 ... 102
• 끝페이지 ... 106