다양한 시스템에 존재하는 반응성 물질의 내부 반응 유동 해석을 위한 코드 개발 연구

Abstract

다양한 시스템에서 사용되는 반응성 물질의 내부 반응 유동 해석을 위해 하이브리드 입자 레벨 셋 알고리즘과 함께 오일러리안 유체 역학 방법을 사용하여 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 총 2가지의 시스템에 대한 연구가 수행되었다. 먼저, 잠열 에너지저장시스템의 안전성 검토를 위해 열분석 실험을 기반으로 내부 물질의 열화학적 특성을 파악하고, 그를 통해 얻은 데이터를 바탕으로 수치모델을 구축하여 수치해석을 진행하였다. 이를 통해 에너지저장시스템의 열폭주 가능성을 파악하였고 시스템의 안전성에 문제가 있다는 것을 파악하였다. 그리고 이를 예방하기 위한 예방책까지 제안하였다. 두 번째로, 고출력 레이저에 의한 폭발물 폭발 거동 분석 기술 확보를 위한 연구이다. 이를 위해 레이저 모델링 기술과 대기 전파 모델링 기술이 코드에 적용되었고, 각 조건에 따른 레이저 특성과 그에 따른 폭발물의 폭발 거동에 대한 2차원 계산을 가능하게 하여 각 조건에 따른 효과를 분석할 수 있는 코드를 개발하였다. 이 두 연구를 통해 두 시스템의 내부 반응성 물질의 유동 해석을 수행할 수 있는 코드를 개발하였다.

Studies have been conducted using the Eulerian fluid dynamics method with hybrid particle level set algorithms for internal reaction flow analysis of reactive materials used in various systems. In this study, a total of two systems were studied. First, in order to review the safety of the latent heat energy storage system, the thermochemical properties of the internal material were identified based on the thermal analysis experiment, and a numerical model was constructed based on the data obtained therefrom. Through this, the possibility of thermal runaway of the energy storage system was identified, and there was a problem with the safety of the system. In addition, preventive measures were proposed to prevent this. Second, it is a study to secure a technology for analyzing explosive explosive behavior by a high-power laser. To this end, the laser modeling technology and atmospheric propagation modeling technology were applied to codes, and a code was developed to analyze the effect of each condition by enabling two-dimensional calculation for the laser characteristics and explosive behavior. Through these two studies, a code capable of performing flow analysis of internal reactive substances in both systems was developed.