열-음향학적 불안정 현상의 능동제어를 위한 동역학적 모델링 및 시스템 식별기법 현황

Dynamical modeling and system identification for active control of thermo-acoustic instabilities: survey

본 논문에서는 가스터빈 엔진, 로켓 등과 같은 연소시스템에서 발생하는 고진폭-고주파 열음향학적 불안정을 능동적으로 제어하는데 필수적인 동역학적 모델링에 대한 연구 동향을 소개한다. 이를 위하여 1990년대 이후에 진행되었던 연구를 저차의 시스템 모델링 기법을 중심으로 조사하였으며, 특히 물리적 원리로부터 모델의 구조를 결정하고 시스템의 입출력 데이터를 기반으로 모델 파라미터를 추정하는 그레이박스 접근방법과 물리적 원리의 적용 없이 시스템 특성을 추정하는 블랙박스 기법을 소개한다. 또한 동 분야에 대한 향후 가능성에 대하여 간략히 기술한다.

This paper surveys the recent research activities regarding dynamical modeling of high amplitude - high frequency thermo-acoustic instabilities occurring in gas-turbine engines, rockets, and etc, which are fundamental to actively control of such phenomena. For this, we introduces the reduced-order system modeling approaches, conducted after 1990s. Particularly, we deal with the grey-box approach, which determines the structure of the model based on physical rules and uses system's input-output data for estimating parameters of the model, and the black-box approach, which uses model structure without physics-based interpretation. At the end of the paper, we briefly discuss future directions and feasibilities of the research in this field.