Research Interests

연구 분야

APCL은 충북대학교 기계공학부 소속 연구실로, 액체로켓 엔진과 가스터빈을 비롯한 다양한 추진장치의 분사, 연소, 열유동 현상을 연구합니다. 주요 연구 분야는 분사기 설계 및 제작, 첨단 분무 및 미립화 계측, 연소불안정 해석, 메탄 연소시험입니다.

본 연구실은 동축 와류형, 전단형, 핀틀형 등 다양한 분사기의 성능을 실험과 수치해석으로 평가하고, 금속 3D 프린팅 기반 제작 기술과 정밀 계측 기법을 활용하여 차세대 우주항공 추진 시스템 개발에 기여하고 있습니다.

동축 와류형, 전단형, 핀틀형 분사기 등 다양한 추진장치용 분사기를 설계하고 제작합니다. 리세스 길이, 오리피스 형상, 내부 유로 구조 등 주요 설계 변수가 분무 특성, 연소 성능, 안정성에 미치는 영향을 분석합니다.

금속 3D 프린팅 등 적층제조 기술을 활용하여 복잡한 내부 구조를 가진 분사기를 신속하게 제작하고, 실험 결과를 바탕으로 분사기 형상과 운용 조건을 최적화합니다.

분사기에서 발생하는 분무각, 액적 크기 분포, 분무 패턴, 액막 병합 및 분열 현상을 정밀하게 계측합니다. Phase Doppler Particle Analyzer(PDPA), 고속 카메라, 이미지 프로세싱을 활용하여 미세 액적의 속도와 크기를 분석합니다.

내부 유동 변화, 가스 주입, 이중와류동축 분사기에서의 2상 유동 전이와 분무 불안정성 등을 실험 및 수치해석적으로 연구합니다.

연소실 내부에서 발생하는 압력 섭동, 음향-유동 결합, 화염 구조 변화, 자기-맥동 현상 등을 실험적 및 이론적으로 분석합니다. 연소불안정의 발생 메커니즘을 파악하고, 분사기 및 연소실 설계 관점에서 안정화 방안을 연구합니다.

고속 압력 계측과 화염 가시화 결과를 함께 분석하여 연소 동특성과 불안정 모드의 상관관계를 규명합니다.

메탄 연소시험 설비를 구축하여 연구실에서 설계한 분사기와 노즐의 성능을 평가합니다. 연소압, 추력, 분사 조건, 혼합 특성 등 핵심 운용 변수를 계측하고, 메탄 추진 시스템의 연소 안정성과 성능을 분석합니다.

메탄은 재사용 발사체와 차세대 우주추진 시스템에서 중요성이 커지고 있는 추진제입니다. APCL은 실험 설비 구축, 분사기 설계, 연소시험 데이터 분석을 연계하여 메탄 기반 추진장치 개발에 필요한 기반 기술을 축적하고 있습니다.