APCL (Advanced Propulsion Combustion Lab)

기계공학부 안규복

안규복 연구실은 기계공학부에 소속되어 있으며, 국내외 우주항공 및 추진장치 분야에서 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 본 연구실의 핵심 연구 분야는 액체로켓 엔진, 가스터빈 등 다양한 추진장치의 분사기 설계, 연소불안정 해석, 열전달 및 냉각 기술, 그리고 첨단 분무 및 미립화 기술입니다. 특히, 동축 와류형, 전단형, 핀틀형 등 다양한 형태의 분사기 설계 및 제작, 그리고 이들의 성능 평가와 최적화에 중점을 두고 있습니다. 연구실에서는 금속 3D 프린팅 등 첨단 적층제조 기술을 활용하여 복잡한 구조의 분사기를 신속하게 제작하고, 다양한 실험 환경에서 분무각, 유량계수, 분무 패턴, 미립화 특성 등을 정밀하게 측정합니다. 또한, 분사기의 내부 형상, 리세스 길이, 오리피스 형상 등 주요 설계 변수가 분무 특성, 연소 효율, 연소 안정성에 미치는 영향을 실험 및 수치해석을 통해 체계적으로 분석합니다. 이러한 연구는 차세대 우주발사체, 재사용 로켓, 소형 위성 발사체 등 다양한 우주항공 분야에 적용되고 있습니다. 연소불안정 및 열전달 특성 연구도 연구실의 중요한 축을 이루고 있습니다. 연소실 내에서 발생하는 다양한 연소불안정 현상, 예를 들어 음향-유동 결합, 화염 구조 변화, 압력 섭동, 자기-맥동 현상 등을 실험적 및 이론적으로 분석하며, 연소불안정이 연소실 내 열전달 및 냉각 특성에 미치는 영향도 중점적으로 다룹니다. 재생냉각 연소기, 리브 내벽을 갖는 팽창식 사이클 엔진 등 다양한 냉각 구조를 적용한 연소기에서, 연소불안정 발생 시 열유속 변화, 냉각채널 내 압력손실, 코킹 현상 등을 실험적으로 계측하고 해석합니다. 첨단 분무 및 미립화 기술과 유동해석 분야에서도 활발한 연구가 이루어지고 있습니다. 분사기에서 발생하는 분무 및 미립화 현상, 액적 크기 분포, 분무각, 분열거리, 액막 병합 및 분리 매커니즘 등을 실험적으로 규명하고, Phase Doppler Particle Analyzer(PDPA), 고속 카메라, 이미지 프로세싱 등 첨단 계측 장비를 활용하여 미세한 액적의 속도와 크기를 정밀하게 측정합니다. 또한, 분사기 내부 유동 변화가 분무 특성에 미치는 영향, 가변추력 운용을 위한 가스 주입식 분사기 및 이중와류동축 분사기에서의 2상 유동 전이, 분무 불안정성 등 다양한 현상을 실험 및 수치해석적으로 연구합니다. 이 외에도, 본 연구실은 다양한 국책 및 산학연 협력 프로젝트를 수행하며, 우주발사체, 항공기 엔진, 산업용 연소기 등 다양한 응용 분야에서의 실용적이고 혁신적인 기술 개발에 기여하고 있습니다. 다수의 특허 출원, 국내외 학술지 논문 발표, 우수논문상 등 다양한 연구성과를 통해 국내외 추진공학 분야의 발전을 선도하고 있습니다.