A Numerical Analysis on the Nozzle-Rotor of a 3-D Supersonic Turbine

3차원 초음속 터빈의 노즐-로터 상호작용에 관한 수치적 연구

In this paper, numerical results for 3-D supersonic turbine flow have been firstly compared with the experimental results to verify results computed by $Fine^{TM}/Turbo$. It was found that $Fine^{TM}/Turbo$ can accurately predict flow characteristics within supersonic turbine. Next, an grid system for 3D turbine flow was optimized selected through grid independency test. Finally the effect of axial gap between rotor and nozzle and chamfer angle of blade edge on the flow characteristics within 3-D supersonic turbine was analyzed with Frozen Rotor method.

본 연구에서는, 먼저 $Fine^{TM}/Turbo$의 신뢰성을 확보하기 위해 초음속 터빈의 실험 결과와 비교 해석하였다. 그 결과 $Fine^{TM}/Turbo$는 초음속 유동 현상을 비교적 정확하게 해석함을 알 수 있었다. 다음으로 Grid Independency Test를 통하여 3차원 터빈의 적합한 격자계를 선정하여. 3차원 초음속 터빈의 노즐-로터 상호작용에 관해 유동해석을 실시하였다. 터빈의 노즐-로터간의 축방향 간격은 점점 커질수록 높은 추력을 나타냈으며, 로터 블레이드의 Chamfering Angle 또한 Blade-Edge가 날카로워 질수록 추력이 증가하였다.