초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 실제 연료를 대체하기 위한 모사 연료를 자동으로 설계하는 소프트웨어 플랫폼의 개발이며 모사 연료 상세화학반응모델을 이용하여 연료의 연소 특성을 해석하고 극초음속 비행체 냉각 채널에서의 열전달 특성을 파악하고자 함
1) 연료 디자인 플랫폼 개발
실제 연료의 탄소 결합 유형, 점화지연 시간, 수소/탄소 비, 밀도, 발열량, 인화점, 증류, 매연 생성 등의 속성값을 설계목표로 하여 소수 화학종으로 구성된 모사연료를 디자인하는 소프트웨어 플랫폼 개발
2) 모사연료의 상세화학반응모델 모듈 개발 및

□ 연구개요
본 연구는 실제 연료를 대체하기 위한 모사 연료를 자동으로 설계하는 소프트웨어 플랫폼의 개발이며 모사 연료 상세화학반응모델을 이용하여 연료의 연소 특성을 해석하고 극초음속 비행체 냉각 채널에서의 열전달 특성을 파악하고자 함
1) 연료 디자인 플랫폼 개발
실제 연료의 탄소 결합 유형, 점화지연 시간, 수소/탄소 비, 밀도, 발열량, 인화점, 증류, 매연 생성 등의 속성값을 설계목표로 하여 소수 화학종으로 구성된 모사연료를 디자인하는 소프트웨어 플랫폼 개발
2) 모사연료의 상세화학반응모델 모듈 개발 및 플랫폼 통합
설계한 모사 연료 해석을 위해 구성 화학종의 상세화학반응모델을 개발하고 이를 플랫폼과 결합해 점화지연시간과 같은 연료의 연소특성 해석에 활용
3) 실제 제트 연료의 모사연료 개발 및 열전달 특성 연구
초음속 항공기 엔진 재생냉각에 사용 가능한 실제 제트의 모사연료를 구성하고 초임계 환경에서 열전달 특성 파악

□ 연구 목표대비 연구결과
1) 연료 디자인 플랫폼 개발
○ 모사연료 구성을 위한 소수의 대표 화학종 선정 및 팔레트 구성
-실제 제트 연료의 모사 연료를 구성하기 위해 C₇-C₁₆ 화학종을 n-alkane, iso-alkane, cyclo-alkane, aromatic class로 분류하고 모사 연료 palette 구성
○ 모사연료 구성을 위한 혼합물 구성 방법론 선정
-유전 알고리즘 적용하여 terget 연료 목표 속성값을 재현할 수 있는 알고리즘 구성
○ 설계목표를 위한 모사연료 구성 플랫폼 개발
-Python 기반 유전알고리즘을 적용 모사연료 플랫폼 개발 및 우수성 확인
2) 모사연료의 상세화학반응모델 모듈 개발 및 플랫폼 통합
○ 상세화학반응모델 모듈과 플랫폼 통합
-개별 화학종의 상세화학반응 모델을 획득하고 모사 연료 구성 화학종 각각의 메커니즘을 병합하는 방식으로 모사 연료를 위한 상세화학반응모델을 개발하였으며 플랫폼 결합을 위해 python 기반 centera 형식으로 변환
3) 실제 제트 연료의 모사연료 개발 및 열전달 특성 연구
○ 실제 제트 연료(Jet A, JP-8, RP3) 모사연료 혼합물의 구성 및 검증
-온도도 독립적 특성과 온도 종속적 특성을 모두 실제 연료 재현 확인
○ 모사연료 조성에 따른 열전달 특성 연구
-모사연료를 이용한 초임계 열전달 해석을 위해 JP-8 모사연료의 물성치 획득 완료

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 본 연구가 개발한 연료 디자인 플랫폼을 활용하여 연료 물성값이 다른 연료를 재현한 모사연료를 개발하고 이와 더불어 화학반응모델 구축을 원클릭으로 구현함으로써 특수 목적에 맞는 모사연료를 디자인함과 동시에 모사연료의 점화지연, 화염전파 속도와 같은 기본적인 연소 특성의 전산 해석이 가능함
○ 극초음속 비행체의 스크램제트엔진과 같은 초임계압력 조건의 재생냉각 채널에서 탄화수소계 연료의 모사 연료를 이용하여 열전달, 열분해 및 coking 현상 등을 전산 해석을 수행할 수 있어 향후 추진기관 및 연소기에 적용 가능한 재생냉각 시스템에 대한 이해를 도모할 수 있음
○ 탄소중립 관련 탄소 배출 저감을 위해 대체연료를 활용하여 필요한 연료의 속성값을 재현할 수 있는 모사 연료를 개발 활용할 수 있음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• (1) 본 연구의 최종 연구목표 ... 4
• (2) 본 연구의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 연구과제의 수행 과정 ... 4
• 2) 연구과제의 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 19