A Numerical Analysis of the Partial Admission Supersonic Turbine Losses for Geometic Conditions

형상 변수에 따른 부분 흡입형 초음속 터빈 손실에 관한 수치적 연구

In this paper, numerical analyses of the flow within turbine for geometric conditions such as nozzle shape, length of axial clearance, and chamfer angle of leading edge of blade have been performed to investigate the partial admission supersonic turbine losses. Firstly, flow's bending occurred at axial clearance is depended on nozzle shape. Next, the chamfer angle of leading edge affects the strength of shock generated at the leading edge. Finally the expansion and mixsing of the flow within axial clearance are largely depended upon the length of axial clearance. Therefore it is found that aerodynamic losses of turbine is affected by nozzle shape and chamfer angel and that partial admission losses is depended on nozzle shape and the length of axial clearance.

본 논문에서는 터빈의 형상 변수에 따른 부분흡입형 초음속 터빈 손실 특성을 분석하기 위하여 초음속 노즐 형상, 축방향 간극 길이, 로터 앞전의 모서리각에 따른 초음속 터빈내 유동 해석을 실시하였다. 먼저 축방향 간극을 진행하면서 발생하는 유동의 익렬 팁방향의 휘어짐은 초음속 노즐 형상에 크게 영향을 받는다. 다음으로 모서리각은 익렬 앞전에서 발생하는 충격파등의 강도를 결정한다. 마지막으로 축방향 간극에서 발생하는 유동의 확산 및 혼합은 축방향 간극 길이에 크게 영향을 받았다. 따라서 터빈내에서 발생하는 손실 중 유체역학적 손실은 노즐 형상과 로터 앞전의 모서리각에 의해 결정되었으며, 부분 흡입 손실은 노즐 형상 및 축방향 간극 길이에 영향을 받았다.