주요 연구 성과

주요 연구 성과

  • 김규태 교수 연구실, 카이스트-Ansys 국제공동연구를 통해 수소터빈 연소모델 개발
  • 관리자 |
  • 2025-03-17 13:21:54|
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   수소는 범세계적 탄소중립을 실현하기 위한 핵심 연료로 평가받고 있다. 기존 탄화수소 계열 연료와는 달리, 수소는 탄소를 포함하지 않아 이산화탄소를 배출하지 않는다. 낮은 점화 에너지와 넓은 가연한계를 비롯한 독특한 물리적 특성을 활용하면 항공추진 및 발전가스터빈의 성능을 획기적으로 높일 수 있다. 그러나 수소는 높은 반응성과 빠른 화염 전파 속도로 인해 역화 위험이 크며, 낮은 루이스 수로 인해 고주파 연소 진동과 같은 새로운 문제를 유발한다. 기존 가스터빈용 연소 시뮬레이션 모델은 탄화수소 연소를 기반으로 개발되었기 때문에, 수소 혼소 및 전소 조건에서도 신뢰성 높은 해석을 수행하기 위해서는 새로운 모델 개발이 필수적이다.

 
   김규태 교수 연구팀은 글로벌 시뮬레이션 소프트웨어 기업인 Ansys와 협력하여, 대와류모사 기반 고정밀 시뮬레이션을 위한 수소 반응 모델을 공동 개발하였다. 카이스트-Ansys 국제공동연구팀은 랩스케일 환경에서 계측한 가스터빈 반응장 실험 데이터를 바탕으로 질소산화물과 고온 유동 구조를 예측하기 위한 방법론을 개발하였고 실험 데이터와의 비교를 통해 모델의 정확성을 검증하였다. 개발된 모델은 차세대 수소터빈 설계에 적용되어 고효율 무탄소 항공추진 및 발전시스템 개발에 활용될 것으로 기대된다. 본 연구결과는 Ansys 공식 홈페이지에 주요 연구성과로 소개되었다.


https://www.ansys.com/blog/how-simulation-addresses-hydrogen-fuel-challenges
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