프로젝트 소개
본 과제는 스털링 사이클 기반 열기관인 스털링 엔진에 초임계 이산화탄소를 적용해 마찰손실을 줄인 구조의 한계를 열손실 관점에서 개선하는 연구임.
연구 목표는 해석모델 기반으로 초임계 이산화탄소 스털링 엔진을 설계·구현하고 기술 타당성을 검증함. 핵심 연구 내용은 열역학 유동유체 에너지방정식 기반 준정상유동 해석모델과 피스톤 운동방정식 가진력 연계 비선형 동역학 해석모델 개발, 헤드부 고항복응력 재료·두께 최소화 설계, 열교환부 열전달량/압력강하 예측 및 실험계획법 최적설계, 발전부 전자기 해석 최적화, 공기·헬륨 구동안정화 후 초임계 상태제어 알고리즘 확보와 선형발전기 발전/모터모드 성능·환경변화 시험으로 모델 검증 수행임. 기대효과는 학술적 신규성, 효율 향상 검증을 통한 기술 혁신, 친환경 재생에너지 전력화 및 극저온 냉동기 등 산업 파급 확대 기대함.