Combustion Modeling Lab

항공우주공학과 신동혁

Combustion Modeling Lab(연소 모델링 연구실)은 연소 현상에 대한 심층적인 이해와 첨단 시뮬레이션 기술 개발을 통해 미래 에너지 및 항공우주 분야의 혁신을 이끌고 있습니다. 본 연구실은 연소 모델링, 고정밀 반응 유동 시뮬레이션, 그리고 고성능 컴퓨팅을 활용한 난류 연소 해석 등 다양한 연구를 수행하며, 실제 엔진 및 가스터빈, 로켓 엔진 등 복잡한 시스템에서의 연소 과정을 정밀하게 예측하고 최적화하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 본 연구실은 연소 불안정성, 난류 화염 속도, 연료와 산화제의 혼합, 액적 분해 및 스프레이 연소 등 다양한 연소 현상에 대한 이론적, 수치적 모델을 개발하고 있습니다. 자체 개발한 병렬 전산유체역학(CFD) 코드와 고성능 슈퍼컴퓨팅 자원을 활용하여, 실제 산업 현장에서 요구되는 복잡한 기하학과 상세한 화학 반응을 동시에 고려할 수 있는 시뮬레이션을 구현하고 있습니다. 이를 통해 청정하고 안정적이며 효율적인 연소 시스템의 설계와 최적화에 기여하고 있습니다. 또한, 탄소중립 및 수소 연소기술 개발에도 적극적으로 참여하고 있습니다. 수소 및 암모니아 등 탄소중립 연료를 이용한 가스터빈 연소기의 NOx 배출 예측, 저 NOx 연소기 개발, 수소 화염의 역화 특성 분석 등 친환경 에너지 시스템 구현을 위한 다양한 연구가 진행 중입니다. 실험과 시뮬레이션을 결합한 통합적 접근을 통해, 실제 운전 조건에서의 연소 특성을 정밀하게 예측하고, 산업계와의 협력을 통해 기술 상용화에도 앞장서고 있습니다. 고성능 컴퓨팅 기반의 난류 연소 시뮬레이션은 본 연구실의 또 다른 강점입니다. TITAN, ARCHER, COMET, BRIDGES 등 세계적인 슈퍼컴퓨터를 활용하여 대규모 병렬 계산을 수행하고, 직접수치시뮬레이션(DNS), 대와동모사(LES) 등 첨단 해석 기법을 적용하여 난류 연소의 미세 구조와 동역학을 규명하고 있습니다. 이러한 연구는 실험적으로 접근하기 어려운 극한 조건이나 복잡한 시스템의 해석에 매우 효과적이며, 새로운 연소 모델의 검증과 최적화에도 필수적입니다. Combustion Modeling Lab은 국내외 다양한 연구기관 및 산업체와의 협력을 통해, 차세대 친환경 연소 기술 개발, 고효율 에너지 시스템 구현, 그리고 항공우주 분야의 혁신을 선도하고 있습니다. 앞으로도 본 연구실은 첨단 연소 시뮬레이션 기술과 이론적 연구를 바탕으로, 지속가능한 미래 에너지 및 모빌리티 기술 발전에 기여할 것입니다.