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1.1. 수치적 기법을 활용한 연소폭발천이 현상 연구
1.2. 고에너지 물질의 반응속도 해석을 위한 폭발 반응 모델링
1.3. 수치해석을 통한 틈새실험의 전산모사
1.4. SPH기법을 활용한 수치해석 응용
1.5. 액체로켓엔진의 화염불안전성에 의한 가진 특성 해석
1.6. Rocket and Jet Propulsion
1.7. Propellants, Pyrotechnics, High explosives                                                                     
 
1.1. 수치적 기법을 활용한 연소폭발천이 현상 연구

연소 현상은 크게 정상 화염으로서의 폭연과 비정상 화염으로서의 폭굉으로 나누어 볼 수 있다. 여기서, 폭연은 아음속 화염으로서 상대적으로 낮은 압력과 밀도의 변화를 가지는 반면 폭굉은 초음속 화염으로서 큰 압력과 밀도의 변화를 가진다. 이는 빠른 화학 반응을 통한 강한 에너지 발산에 의한 것이다. 비정상 화염인 폭굉의 경우 많은 문제점(엔진 내 노킹, 원자로 내 관의 폭발)을 발생시켜 이송관 뿐만 아니라 주위 구조물 및 인명에 큰 피해를 줄 수 있다.
일반적으로 폭연이 폭굉으로 발전하기는 쉽지 않다. 하지만 연소폭발천이(DDT) 현상을 거치면서 폭굉으로 발전할 수 있기 때문에 이에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 여기서 연소폭발천이 현상은 화염의 난류화, hot spot의 생성, 그리고 화염 불안정 현상 등에 의해 유발되는 화염 가속 현상 동반한다.
특히 압력파와 화염의 상호 작용은 일련의 현상들은 더욱 촉진시키게 되는데, 본 연구는 수치적인 기법(본 실험실에서 보유하고 있는 자체 코드, Hydrocode)을 활용하여 현상을 이해하고자 한다.
아래의 Fig. 1은 연구의 한 예로서, 굽은 관 내 충격파와 정상 화염의 상호 작용에 의해 유발되는 폭굉을 수치적으로 해석하기 위한 geometry를 보여주며 Fig. 2는 그에 따른 결과를 온도장과 압력장을 통하여 보여주고 있다.


Fig. 1. Schematic of bent tube with obstacle
Fig. 2. Temperature and pressure (in separate window) under Ma=2.1 incident shock interacting with an ethylene-air flame