한국추진공학회 2008년도 추계학술대회 논문집 pp.330~333 2008 KSPE Fall Conference - 330 - 스크램제트 엔진의 난류 연소 및 탄화수소 연료 연구 및 방향 최정열* · Bernard Parent* · 원수희** · 신재렬*** Research Activities and Directions of Turbulent Combustion and Hydrocarbon Fuels in Scramjet Engine J.-Y. Choi* ․ B. Parent* ․ S.-H. Won** ․ S.-H. Lee*** ABSTRACT Present paper introduces the research activities on fuel-air mixing and combustion of supersonic turbulent flows in scramjet combustor carried out in Aerospace Combustion and Propulsion Laboratory of the department of Aerospace Engineering of the Pusan national University. Also, an introduction will be given to the characteristics of the supercritical hydrocarbon fuel combustion in a practical scramjet engine and its numerical modeling approaches. 초 록 본 논문에서는 그동안 부산대학교 연소추진연구실에서 진행되어 온 스크램제트 엔진 내의 초음속 연료 공기 혼합 및 난류 연소 연구 결과에 대한 소개가 이루질 것이다. 아울러 실용 스크램제트 엔 진에서 이용되는 초임계 탄화 수소 연료 연소의 특징과 수치적 모델링 기법에 대하여 소개가 잇을 것이다. Key Words: scramjet engine, supersonic turbulent flows, supercritical hydrocarbon fuel * 부산대학교 항공우주공학과 ** 서울대학교 대학원 기계항공공학부 *** 부산대학교 대학원 항공우주공학과 연락저자, E-mail: [email protected]1. 초음속 난류 연소 스크램제트 엔진의 연소기 내부에서 유동 체 류 시간은 수 ms 정도로써 이 시간 동안 연료- 공기 혼합과 보염이 초음속 연소기 설계의 관건 이다. 초음속 연소기 내부 연료-공기 혼합 유동 의 특징은 명확히 규명되고 있지 않았지만, 최근 나노 초 수준의 고속 가시화 기법에 의한 실험 결과들은 초음속 연소기에서 발생하는 연료 공 기의 혼합 및 연소 유동이 비정상 난류 유동에 지배받고 있음을 보여 준다. 그러나 초음속 난류 및 연소 유동에 대한 가시화 및 계측이 쉽지 않 은 관계로 해석적 모델링에도 많은 한계를 보여 왔다. 기존의 RANS 해석 모델 가운데에는 초음 속 난류유동에 적용이 가능하도록 압축성 수정 등이 반영되어 확장된 모델 들이 많이 있지만 실제 초음속 연소기에서 나타나는 현상을 모사 하기에는 한계가 있었다. 특히 난류와 연소가 상호 작용하는 초음속 난 류 연소 유동 해석에는 그 한계가 두드러졌는데, 연소가 없는 초음속 유동장에서 대체로 좋은 결 과를 도출하는 RANS 모델의 경우에도, 연소가 포함된 경우에는 전혀 신뢰할 수 없는 결과를 보여주는 것이 보통 있었다. 이는 기본적으로 초 음속 난류 연소 유동에 대한 적절한 모델링 기
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스크램제트 엔진의 난류 연소 및 탄화수소 연료 연구 및 방향 …한국추진공학회 2008년도 추계학술대회 논문집 pp.330~333 2008 KSPE Fall Conference
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한국추진공학회 2008년도 추계학술 회 논문집 pp.330~333 2008 KSPE Fall Conference
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스크램제트 엔진의 난류 연소 탄화수소 연료 연구 방향
최정열* · Bernard Parent* · 원수희** · 신재렬***
Research Activities and Directions of Turbulent
Combustion and Hydrocarbon Fuels in Scramjet Engine