탄소 중립 배경 하에서 암모니아-수소 혼합 무탄소 연료가 주목받고 있으나, 합성 암모니아 및 암모니아 분해 수소 생산 과정에서도 암모니아-수소 혼합 가스의 연소 폭발 위험이 존재한다. 현재 암모니아-수소 연소 폭발의 상세 메커니즘 연구가 충분하지 않으며, 전통적인 상세 메커니즘은 매우 복잡하고 계산 시간이 길다. 고압 조건에서 암모니아-수소 혼합 가스의 연소 폭발 특성을 연구하기 위해 공간 분포를 고려하지 않고 물리적·화학적 성질이 균일한 0차원 균질 모델을 사용하였고, 오류 전파를 포함한 유향 관계 그래프(DRGEP) 방법으로 기존 상세 메커니즘을 단순화하였다. 감도 분석을 통해 원시 반응 수가 적은 암모니아-수소 연소 폭발 단순화 메커니즘을 도출하였다. 단순화 메커니즘을 계산 유체 역학(CFD) 모델과 연계하여 배관 내 암모니아-수소 연소 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 결과는 단순화 메커니즘이 층류 화염 속도 및 점화 지연 시간 검증에서 우수한 성능을 보임을 나타내었다. 폭발 압력이 59.61기압 및 69.97기압일 때 평균 충격파 속도의 상대 오차는 1.4% 미만으로 정확도가 높았다; 또한 단순화 기구와 연계된 CFD 모델은 계산 자원을 절약하였다. 본 연구 결과는 암모니아-수소 연소 CFD 시뮬레이션 기술 발전에 기여하며, 암모니아-수소 혼합 무탄소 연료의 연소 과정 및 폭발 방지에 이론적 지침을 제공할 수 있다.

암모니아-수소 연소; 화학 동역학; 반응 메커니즘; 단순화 메커니즘; 수치 시뮬레이션; 폭발