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탄소내열소재 표면의 유동조건을 입력 받는 단계; 내산화층 존재 유무를 판단하는 단계; 상기 내산화층 존재 유무 판단 결과에 기초하여, 용융 삭마, 산화층 두께 또는 표면 화학반응 중 어느 하나의 파라미터를 계산하는 단계; 상기 어느 하나의 파라미터를 계산한 결과를 이용하여 내열소재 물성치를 계산하는 단계; 상기 내열소재 물성치를 계산한 결과에 기초하여 내부 온도 변화를 해석하는 단계; 상기 유동조건 입력 결과에 기초하여, 고온유동 노출시간 잔여 여부를 판단하는 단계; 및상기 고온유동 노출시간 잔여 여부를 판단한 결과에 기초하여 표면 온도, 내부 온도 및 삭마량을 출력하는 단계;를 포함하고,상기 파라미터를 계산하는 단계는, 표면 온도의 용융점 도달 여부를 판단하는 단계;를 포함하고,상기 파라미터를 계산하는 단계는, 상기 내산화층 존재 유무 판단 결과 상기 내산화층이 존재하는 동시에, 상기 표면 온도의 용융점 도달 여부를 판단한 결과 상기 표면 온도의 용융점에 도달한 경우, 용융 모델을 형성하는 단계;를 더 포함하거나, 상기 내산화층 존재 유무 판단 결과 상기 내산화층이 존재하는 동시에, 상기 표면 온도의 용융점 도달 여부를 판단한 결과 상기 표면 온도의 용융점에 도달하지 못한 경우, 상기 산화층 두께를 계산하는 단계이고, 상기 계산된 산화층 두께에 기초하여 산화층 열전도도를 보정하는 단계;를 더 포함하거나,상기 내산화층 존재 유무 판단 결과 상기 내산화층이 존재하지 않는 경우, 상기 표면 화학반응을 계산하는 단계이고, 상기 계산된 표면 화학반응에 기초하여 상기 표면 화학적 삭마를 계산하는 단계;를 더 포함하거나,상기 계산된 표면 화학반응에 기초하여 상기 표면 화학적 삭마를 계산하는 단계는, 표면에 입사하는 고온유동의 화학종과 탄소내열소재의 화학반응에 의해 표면에서 질량 손실을 계산하는 것을 포함하고,상기 용융 삭마를 계산하는 단계 및 상기 표면 화학반응을 계산하여 화학적 삭마를 계산하는 단계는, 하기 수학식 1에 의하여 계산되는 것이고:[수학식 1](여기에서, 는 표면 삭마 속도 (m/s), 는 탄소내열소재의 산화에 의한 질량 감소 (kg/(m2-s)),는 탄소내열소재의 질화에 의한 질량 감소 (kg/(m2-s)), 은 탄소내열소재의 승화에 의한 질량 감소 (kg/(m2-s)),은 내산화 코팅층의 용융에 의한 질량 감소(kg/(m2-s)), 은 표면 열방어소재의 밀도 (kg/m3)),상기 내열소재 물성치를 계산한 결과에 기초하여 내부 온도 변화를 해석하는 단계는,상기 탄소내열소재의 표면에 작용하는 대류 열전달, 복사 열전달 및 전도 열전달로부터 표면 총 열전달량을 계산하는 단계; 및열 방정식을 통해 내부 열해석을 수행하는 단계;를 포함하고,상기 탄소내열소재의 표면에서의 에너지 교환은, 하기 수학식 2에 의하여 계산되는 것인, 내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법:[수학식 2]qconvection- qradiation(Tw)- qablation (Tw)- qconduction (Tw)= 0(여기에서, qconvection은 고온 유동 환경으로부터 가해지는 열전달량 (W/m2), qradiation은 탄소내열소재 표면에서 방출되는 복사 열전달량 (W/m2), qablation은 삭마되어 표면에서 떨어져나가는 탄소내열소재가 지닌 에너지 (W/m2), qconduction은 탄소내열소재 내부로 전도되는 열전달량 (W/m2))
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제1항에 있어서,상기 파라미터를 계산하는 단계는, 상기 용융 모델을 이용하여 상기 용융 삭마를 계산하는 단계인 것인, 내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법
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제4항에 있어서,상기 용융 모델을 이용하여 상기 용융 삭마를 계산하는 단계는,내산화 코팅 소재별 그에 적합한 용융모델을 적용시켜 그에 맞는 용융 여부를 판단하는 단계; 상기 용융 여부 판단 결과에 기초하여, 상기 용융모델의 용융점보다 상기 탄소내열소재의 표면 온도가 높아질 경우, 용융에 소모되는 에너지를 계산하는 단계; 및상기 용융에 소모되는 에너지로부터 용융량을 계산하는 단계;를 포함하는 것인, 내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법
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제1항에 있어서,상기 산화층 두께를 계산하는 단계는, Stefan-Maxwell 확산 방정식을 기반으로 산화층을 통과해 침투한 산소를 계산하고, 그에 의한 산화층 생성을 모사하여 산화층 두께를 도출하는 단계이고,상기 계산된 산화층 두께에 기초하여 산화층 열전도도를 보정하는 단계는, DEM(Differential Effective Medium) 이론을 적용하여 산화층 열전도도를 보정하는 단계인 것인,내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법
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제1항에 있어서,상기 고온유동 노출시간 잔여 여부를 판단한 결과, 상기 고온유동 노출시간이 남았다고 판단되는 경우, 상기 탄소내열소재 표면의 유동조건을 입력 받는 단계;부터 다시 수행하는 것인,내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법
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제1항에 있어서,상기 탄소내열소재의 유동조건은, 해석 시간에 따른 상기 탄소내열소재의 표면 열전달량; 또는 열전달량, 표면 압력 및 표면 화학종 분포;를 포함하는 것인,내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법
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제1항에 있어서,상기 삭마되어 표면에서 분리되는 탄소내열소재가 지닌 에너지는, 하기 수학식 3에 의하여 계산되는 것인, 내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법:[수학식 3]qablation = qchemical + qmelting(여기에서, qablation은 삭마되어 표면에서 분리되는 탄소내열소재가 지닌 에너지 (W/m2), qchemical은 화학 반응에 의해 표면에서 분리되는 탄소내열소재가 지닌 에너지 (W/m2), qmelting은 용융에 의해 표면에서 녹아내린 탄소내열소재가 지닌 에너지 (W/m2))
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제1항에 있어서,상기 탄소내열소재 내부로 전도되는 열전달량은, 하기 수학식 4에 의하여 계산되는 것인, 내산화 코팅층을 포함하는 탄소내열소재의 내열성능 해석 방법:[수학식 4](여기에서, qconduction은 탄소내열소재 내부로 전도되는 열전달량 (W/m2), 는 산화된 내산화 코팅층의 열전도도 보정치 (W/m-k), 은 산화된 내산화 코팅층의 두께 예측치 (m), 는 표면 온도(K), 는 표면으로부터 아래 위치의 온도 (K))
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