초록 ▼

■ 연구개요
공기 중에서 미립화된 액체연료는 복사열이나 정전기와 같이 작은 점화원만 존재하더라도 쉽게 발화되어 화재 또는 폭발과 같은 대형사고로 이어질 수 있다. 산불 또는 건물화재가 원격 지점으로 전이되는 원인 중 많은 경우가 복사열전달과 난류유동에 의한 효과이다.
한편 이와 관련된 복사열전달연구, 액체/기체 이상유동연구 및 난류를 포함한 직접 수치해석연구는 각각이 독립적인 연구분야로 확립되어 다양한 연구가 진행되어 왔으나 이 모든 것을 융합하여 정밀하게 해석한 연구는 기술의 난이도가 높아 국내외를 막론하고 찾아보기 힘

■ 연구개요
공기 중에서 미립화된 액체연료는 복사열이나 정전기와 같이 작은 점화원만 존재하더라도 쉽게 발화되어 화재 또는 폭발과 같은 대형사고로 이어질 수 있다. 산불 또는 건물화재가 원격 지점으로 전이되는 원인 중 많은 경우가 복사열전달과 난류유동에 의한 효과이다.
한편 이와 관련된 복사열전달연구, 액체/기체 이상유동연구 및 난류를 포함한 직접 수치해석연구는 각각이 독립적인 연구분야로 확립되어 다양한 연구가 진행되어 왔으나 이 모든 것을 융합하여 정밀하게 해석한 연구는 기술의 난이도가 높아 국내외를 막론하고 찾아보기 힘든 실정이다.
따라서, 본 연구에서는 “열복사를 고려한 분무 액체연료의 점화현상에 관한 정밀전산해석” 연구를 통해 화재, 폭발 사고의 근본적 원인에 대해 정밀한 해석결과를 도출하고, 사고 방지 대책에 활용될 수 있는 기초자료를 마련하고자 한다.

■ 연구 목표대비 연구결과
□ 복사열전달 프로그램 및 직접수치해석코드 통합
- 복사열전달 해석을 위한 Discrete Ordinate Method (DOM)해석모듈 작성 및 검증완료
- DOM 모듈을 직접수치해석(DNS)코드에 통합하고 난류/복사열전달 상호작용 예제 해석
□ 혼합기체 점화현상 해석을 위한 Reduced chemistry model 직접수치해석 코드 적용
- Chemkin을 이용한 detailed chemistry에서 점화현상 간략화를 위한 Reduced chemisty model 추출 완료
□ 복사열전달 해석 부프로그램의 비회체복사 확장
- 연소가스에 포함된 이산화탄소, 수증기는 복사에너지의 파장별 흡수특성이 다른 비회체 가스의 특징을 지니므로, 기존의 복사열전달 해석 모듈을 비회체복사해석이 가능하도록 확장
- 높은 정확도와 빠른 계산 속도를 갖는 RG-NBW 비회체 복사모델 개발 완료
□ 복사열전달을 고려한 연료/공기 혼합기체의 점화현상해석
- 복사열의 흡수, 방출에 참여하는 수증기가 포함된 혼합가스에서 순수 복사열로만 가열, 점화되는 현상을 고찰하여, 복사열전달 및 점화현상해석 완료
□ 액적의 증발/혼합을 고려한 이상유동 및 점화현상 해석
- 압력과 온도환경에 따라 액적이 증발/혼합 점화되는 현상 해석 완료

■ 연구개발결과의 중요성
○ 본 연구의 결과는 가솔린 엔진, 디젤엔진 및 항공용 가스터빈 엔진 등 액체연료 연소시스템을 활용하는 다양한 산업분야에서의 화재, 폭발사고 방지를 위한 기초자료로 활용될 수 있음
○ 본 연구를 통해 그동안 부족했던 복사열전달 및 이상유동분야까지 정확한 예측결과를 산출할 수 있으며, LES 및 RANS 기반의 유동해석코드의 다양한 모델링에 기초자료로 활용되어 다른 해석코드의 정확도 또한 동반 개선할 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 20
• 4. 연구성과 ... 21
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 26