초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 광자-물질 상호작용을 이용하여 에너지 시스템 및 운송 수단의 에너지 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 고속 열유동 제어 방법을 개발 및 적용하는 것이다. 이를 위해 공동 기초연구를 통하여 광자-물질 상호작용을 이용한 열유동 제어의 메커니즘을 규명하고, 광자의 정보를 분석하여 열유동 현상을 높은 시간분해능으로 계측하는 기법을 개발하였다. 이와 같은 기반기술을 이용하여 광자-물질 상호작용을 통해 발생하는 유동의 상, 물성치, 반응성의 변화를 이용한 열유동 제어기법을 다양한 상태 및 조건의

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 광자-물질 상호작용을 이용하여 에너지 시스템 및 운송 수단의 에너지 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 고속 열유동 제어 방법을 개발 및 적용하는 것이다. 이를 위해 공동 기초연구를 통하여 광자-물질 상호작용을 이용한 열유동 제어의 메커니즘을 규명하고, 광자의 정보를 분석하여 열유동 현상을 높은 시간분해능으로 계측하는 기법을 개발하였다. 이와 같은 기반기술을 이용하여 광자-물질 상호작용을 통해 발생하는 유동의 상, 물성치, 반응성의 변화를 이용한 열유동 제어기법을 다양한 상태 및 조건의 열유동에 적용하는 실험을 수행하였다.

□ 연구개발성과
● 1차년도: 광자-물질 상호작용 기반 열유동 제어를 위한 기초연구
- 제어 메커니즘 규명: 열유동 제어에 필요한 광자 파장 및 수 밀도 영역 연구
- 높은 시간분해능 열유동 계측 기법 개발 (등방성 난류 계측)
- 평판 경계층 시험 및 플라즈마 이용 난류경계층 제어 실험
- 희박연소반응 안정화 운전조건 연구
- 초공동 현상 실험을 위한 테스트베드 구축 및 기초 실험
● 2차년도: 광자-물질 상호작용 기반 열유동 제어 성능 검증 연구
- 광자제어입력 증폭과정 연구
- 초고속 포토다이오드 이용 계측가능정보에 대한 연구
- 광자주입으로 강화된 플라즈마를 이용한 유동박리 제어 실험
- 광자주입에 의한 반응성 증대를 통한 희박연소 안정성 제어 실험
- 광자주입을 이용한 입수물체 주위 초공동 현상 발생-안정화 실험 및 터보기계 캐비테이션 제어
● 3차년도: 광자-물질 상호작용 열유동 제어 최적화 연구
- 3차원 자동차 모델에서 발생하는 유동박리 제어 실험 수행
- 고압 운전 조건에서 희박연소 안정성 제어 실험 수행
- 입수물체 주위 유동 제어, 인듀서 발생 캐비테이션 불안정성 제어 실험 수행
- 광자-물질 상호작용 이용 열유동 제어 시스템 설계

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
● 열유동을 이용하는 시스템의 효율과 성능을 좌우하는 대표적 열유동 현상인 난류천이, 유동박리, 연소 불안정성, 캐비테이션 등에 대한 성공적인 제어 가능성을 제시한다.
● 활용계획: 미래형 열에너지 시스템 및 운송수단의 효율 및 성능의 향상을 위하여 본 연구에서 개발된 기술을 적용할 수 있으며, 고주파 열유동 불안정성 제어기법을 활용하여 효율과 성능을 극대화 시킬 수 있는 새로운 시스템을 개발하는데 기여할 수 있다.
● 학술적/기술적 측면의 기대효과: 기존 열유동 제어의 패러다임을 바꿀 새롭고 일반적인 열유동 제어의 방법론을 제시하며, 광자-물질 간 상호작용에 의해 발생하는 열유동 현상에 대한 체계적인 이해를 도모한다. 또한 효과적이고 효율적인 열유동 제어를 위해 필수적인 광자제어 입력 증폭을 위한 체계적인 접근방법을 제공한다.
● 경제/산업적 측면의 기대효과: 국내외 시장에서 국내 관련 산업체의 시장 장악력을 강화하고, 에너지 소비를 절감한다. 그리고 새로운 형태의 에너지 시스템 개발을 통해 다양한 산업분야 (고압부품/설비, CO2제조/운반 등)의 발전에 기여할 수 있다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1-1. 사업개요 ... 6
• 1-2. 연구목표 ... 7
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 19
• 2-1. 연구내용 및 최종연구결과 ... 19
• 2-2. 연구결과의 중요성 ... 44
• 2-3. 연구성과 ... 46
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 52
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 54
• 붙임. 참고문헌 ... 55
• 끝페이지 ... 56