연구실 탐방 (연소불안정 및 레이저 진단 연구실)

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  연소불안정 및 레이저 진단 연구실(Combustion Dynamics and Diagnostics Lab, CDDL)에서는 가스터빈과 로켓엔진의 고온 반응 유동장을 다양한 실험 및 모델링 방법을 통해 연구하고 있습니다.

 

 

 

  최근 가스터빈 추진기관 연구/개발에서 가장 중요한 문제는 탄소 중립 실현과 엔진 효율 향상입니다. 이를 위해, 수소/암모니아와 같은 무탄소 연료의 가스터빈 적용을 위한 연구를 진행하고 있습니다. 주요 연구 주제로는 수소 전소 조건의 고주파 열음향 불안정 메커니즘과 예측 기법 개발, 경계층 역화 계측 및 예측 모델링, 암모니아/수소 혼소 조건의 배기물질 저감 기법 개발 등이 있습니다. (그림 1 참조)

 

<그림 1. 수소 전소 시험 설비와 암모니아 다단연소 시험 설비>

 

 

  연소불안정 현상은 로켓엔진, 가스터빈과 같은 항공우주 추진기관을 개발할 때 해결해야 할 가장 어려운 문제 중 하나입니다. 2년 전 유퀴즈에 출현했던 항우연 고정환 본부장님에게 유재석 씨가 다음과 같은 질문을 합니다: 누리호 개발 과정에서 가장 어려웠던 문제가 무엇이었나요? 액체 엔진 개발에서 연소불안정 문제를 해결하는 것이 가장 어려웠다는 고정환 본부장님의 답변이 이어집니다.

https://www.youtube.com/watch?v=5FavftKt9RQ

 

  카이스트 CDDL에서는 항공우주 추진엔진 내부에서 열·음향 공진결합으로 발생하는 연소불안정에 대한 정밀 계측 및 모델링을 수행합니다. 이를 통해 궁극적으로 문제 현상에 대한 물리적 이해를 높이고 더 나아가 회피 설계 기법에 관해 연구합니다. 그 외에, 다단연소 고효율 가스터빈의 반응유동 계측과 관련된 연구와 암모니아를 추진기관에 직접 사용하기 위한 핵심기술들을 연구하고 있습니다.

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원문    김규태 교수[kt_kim@kaist.ac.kr]

편집           이은혁[lehx01@kaist.ac.kr]