충격관 가스-표면 상호작용 기반 CO2 생성 및 열방호 계측

CO2 generation from gas–surface interactions in a shock tube and thermal protection-related measurement

연구 내용

고온 탄소 표면과 고온 공기 간 상호작용에서 CO2 생성 밀도를 측정·검증하여 열방호 열유속 예측에 활용하는 연구

본 연구는 열방호 시스템 설계에 필요한 어블레이션 가스 생성량을 충격관 조건에서 계측합니다. 고온 탄소 기반 표면을 가열한 뒤 고온 공기를 노출시키고, 표면 온도는 two-color ratio pyrometry로 측정합니다. 이후 가스-표면 상호작용 모델링과 충격관 유동 수치 계산을 통해 CO2 분자 수밀도를 예측하며, 적외선 방출 분광을 적용해 실험적으로 CO2 수밀도를 측정합니다. 예측 결과와 측정 결과의 일치를 통해 가스-표면 상호작용 기반 열전달 모델의 적용성을 확인하고, 다양한 조건에서 CO2 생성 측정 체계를 제시합니다.

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연구 흐름

초기에는 고온 탄소 표면과 고온 가스 간 상호작용에서 생성되는 CO2가 열유속 예측에 미치는 중요성을 정리하고, 2022년에는 충격관 실험과 수치 계산을 결합해 CO2 수밀도 예측-검증 흐름을 확립했습니다. 표면 온도는 two-color pyrometry로 확보하고, CO2는 infrared emission spectroscopy로 측정하여 모델 입력과 관측 변수를 일치시키는 방식으로 정합성을 높였습니다. 이후에는 어블레이션 가스 생성 조건을 확장해 열방호 설계에 활용 가능한 측정·모델링 절차로 고도화하는 방향을 설정할 수 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

열방호 가스 생성 계측
어블레이션 CO2 수밀도 데이터베이스
가스-표면 상호작용 수치 모델 검증
열유속 예측 입력 파라미터 산정
충격관 기반 재료 열화 평가
표면 온도 측정 기반 열전달 모델 보정
열방호 성능 설계 보조지표
고온 환경 탄소 재료 거동 평가
고온 기체-고체 상호작용 실험 프로토콜
어블레이션 레짐 조건 분류