비회체 열복사 연계 LES 분무 연소 해석을 통한 가스터빈 연소기 내의 연소 및 배출 특성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

■ 방문연구의 개요 : 비회체 열복사 연계 LES 분무연소 해석 프로그램의 개발 및 가스터빈 연소기 적용을 위하여 (1) LES 분무연소 전산해석 프로그램의 경우 해외방문기관이 개발하고, (2) 본 지원자는 LES 병렬처리에 맞는 비회체 열복사 해석코드를 개발함. 이후, (3) LES 분무연소 해석 코드 및 비회체 열복사 해석 코드를 결합하여 비회체 열복사 연계 LES 난류연소 해석코드를 개발하고, (4) 이를 가스터빈 연소기에 적용하여 분무연소의 연소 및 배출물 특성을 고찰하여 연소계 최적화 연구를 수행함.
■ 단계별 연구 요약 (1단계) : (1) LES 분무연소 해석 코드 개발 (해외방문기관) - 비반응 및 반응모델, 모델선정 및 전산해석 프로그램 개발, (2) 비회체 열복사 해석 코드 개발 (지원자) - 공간차분에는 유한체적법(FVM) 적용, 비회체모델로는 WSGG 및 SLW 모델 적용, (3) 열복사 연계 난류연소장 해석 LES 기법 적용 전산해석 프로그램 개발 (공동연구) - 프로그램 검증 및 최적화
■ 단계별 연구 요약 (2단계) : (1) 가스터빈 연소기의 연소 및 배출물 특성 연구를 통한 최적 연소환경 설정 (공동연구) - 연료물성치, 연소기 형상, 공기/연료 주입조건, 기타 설계인자, 분무 연소특성, 환경오염물질 제어 연구, (2) 전산해석 프로그램 최적화 (공동연구) - 프로그램 검증 및 병렬화, (3) 고효율/저공해 가스터빈 연소기 설계인자 규명 및 연소 최적화 (공동연구)
■ 방문연구의 필요성 : ▷ 가스터빈 연소기의 핵심은 LES 분무연소 코드 및 비회체 열복사 해석코드로서, LES 분무연소 해석코드의 경우 국내에서는 개발되지 않은 상황으로서 해외방문기관이 개발하여 보유하고 있으므로 본 연구를 수행하기 위해서는 지원자의 해외방문연구가 필요함. ▷ 지원자의 방문예정기관은 항공우주공학분야에서 미국 TOP 3에 해당하는 기관이며, 또한 공동연구자는 수십년간 LES 연소해석 분야의 연구를 수행한 저명한 학자임. ▷ 따라서, 본 지원과제에 대한 최적의 기관 및 공동연구자로 사료되며, 본 지원자의 열복사 및 이를 응용한 추진장치 및 열공학 연구경험을 살린 공동연구를 통하여 비회체 열복사를 고려한 LES 분무연소 해석 및 연소 최적화 분야의 세계적 수준의 연구결과가 기대됨.