Turbulence and radiation interacts to alter the flow field, temperature and species distributions, and hence, radiation intensity emitted from the flame. Especially, fluctuation of temperature and species mole fractions significantly alter the radiation from a turbulent flame, resulting in the decrease of flame temperature. To quantify the effects of turbulence-radiation interaction, radiative transfer equation can be time-averaged to isolate covariance terms derived from the emission and absorption terms, but the covariance term derived from the absorption term is not accurately modeled due to its need of multipoint correlations. Up to this day, stochastic method is considered the most accurate way to treat turbulence-radiation interaction, where mixture fraction fields along a radiation path are stochastically realized, followed by their conversion to temperature and species mass fraction fields using the state relationships. Then, radiative transfer equation is solved for each realization followed by its statistical analysis for the calculation of mean radiative intensity and TRI terms. In this research, 5 different radiation paths through a piloted $CH_4/air$ diffusion flame is stochastically simulated to accurately predict radiative intensity from a turbulent flame. Radiative intensity was calculated to be strongest from the diametric path and weaker as the path is moved away from the flame axis. However, the effect of turbulence-radiation interaction was stronger for paths away from the flame axis. Also, it was found that radiative intensity was enhanced mainly due to emission TRI which contributed to total mean radiative intensity by about 8 % in the diametric path and about 46 % in the chord-like path 32.4 mm away from the flame axis. On the other hand, the effect of absorption TRI was less than 4 % for all the radiation paths investigated. The radiative intensity and TRI effects are spectrally investigated, and it was found that TRI is strongest in $4.3 \mu m$ and $2.7 \mu m$ bands. Also, it was found that TRI effects being weakened near the flame axis was the reason for relatively weak TRI effect in the diametric path. In addition, the spectral investigation of $4.3 \mu m$ band revealed the spectrally non-uniform behavior of emission and absorption TRI terms, which is the reason for them being small or negative near the flame axis.
난류와 복사는 상호작용하여 서로에 영향을 준다. 특히 난류에서 온도와 화학종의 요동은 화염에서 방출되는 복사 현상을 크게 변화시키는데, 일반적으로 복사 강도의 평균값이 증가하고 그로 인해 화염의 온도가 낮아지는 것이 특징이다. 난류 화염의 복사 강도를 수치적으로 계산하기 위해서 복사 전달 방정식에 시간 평균을 취하여 접근할 수 있는데, 난류-복사 상호작용으로 인해 생기는 일부 항에 대한 모델은 미비한 상황이다. 난류에서의 복사 강도를 정확히 계산하기 위해서는 복사 경로를 따라 분포하는 혼합 분율이 시간에 따라 변하는 것을 확률적 방법으로 모사하는 방법을 쓸 수 있다. 계산된 혼합 분율은 상태 관계를 이용하여 온도와 화학종 질량 분율로 변환되고, 모사된 모든 복사 경로에 대해서 복사 전달 방정식을 풀면 시간에 따라 요동하는 복사 강도를 모사할 수 있다. 본 연구에서는 메탄 확산 화염을 지나는 5개의 복사 경로에 대해서 혼합 분율을 확률적으로 모사해 난류 화염에서 나오는 평균 복사 강도를 정확히 계산하였다. 복사 강도는 화염 축을 지나는 복사 경로에서 가장 강하게 계산되었으며 화염 축에서 먼 복사 경로일수록 복사 강도가 약한 것으로 확인되었다. 하지만 반대로 난류-복사 상호작용의 영향은 화염 축에서 먼 복사 경로에서 상대적으로 강하게 나타났다. 또한 평균 복사 강도의 변화는 대부분이 방출에 의한 난류-복사 상호작용으로 인한 것으로 나타났다. 반면, 흡수에 의한 난류-복사 상호작용은 평균 복사 강도 변화에 미친 영향이 4 % 미만인 것으로 나타났다. 난류-복사 상호작용이 복사 강도에 미치는 영향을 파장별로 계산한 결과, $4.3 \mu m$ 영역과 $2.7 \mu m$ 영역에서 난류-복사 상호작용이 가장 강한 것으로 확인되었다. 특히, 화염 축 부근에서 TRI의 효과가 감소하거나 부호가 반대로 되면서 축 부근을 지나는 경로에서 복사 강도에 대한 TRI 효과가 비교적 약해지는 것을 확인하였다. 또한, $4.3 \mu m$ 영역의 TRI가 파장별로 다른 거동을 보이면서 파장에 대하여 적분한 영향이 화염 축 부근에서 작아지거나 음수가 되는 것을 확인하였다.