부분입사형 초음속 터빈의 노즐과 익렬의 상호작용에 관한 연구

A Study on the Nozzle-Rotor Interactions of Partial Admission Supersonic Turbines

  • 성영식 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 한성훈 (부산대학교 항공우주공학과 대학원) ;
  • 김귀순 (부산대학교 항공우주공학과) ;
  • 박창규 (국방과학연구소)
  • 발행 : 2004.09.01

초록

노즐과 익렬의 상호작용과 부분입사 효과를 연구하기 위해 노즐과 터빈의 익렬을 같이 계산하였고, 충격파의 구조와 유동의 현상을 밝혀내기 위해 많은 계산을 하였다. 지배방정식은 시간에 관해서는 오일러 음해법으로, 공간에 관해서는 유한체적법을 사용하여 2차의 상류차분법으로 이산화하였으며 $\kappa$-$\varepsilon$ 난류 모델을 사용하였다. 본 논문에서는 익렬의 앞전에서 발생한 충격파와 확장파가 노즐 유동에 영향을 주는 것과 익렬내부의 유동이 노즐에서 발생한 충격파의 영향을 받는 것을 확인하였다.

In order to investigate the nozzle - rotor interactions and the effect of partial admission, the flows in supersonic turbine rotor cascades with a nozzle have been computed. Extensive computations of partial admission supersonic turbines provide the shock structures and flow patterns in the nozzle and rotor. The governing equations were discretized with Euler implicit method in time and 2nd-order upwind scheme of FVM in space. The $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model was utilized to describe the turbulent flow field. It is clearly shown that the nozzle flow is highly affected by the shocks or expansion waves propagated from the rotor leading edge. And the rotor flow is also affected by the shocks or wakes originated from the nozzle.

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참고문헌

  1. 홍창욱, 김경호, '터보펌프 시스템용 충동형 터번개발,' 고압터보펌프 개발 Workshop(민군겸용기술사업), 현대모비스 기술연구소, 7월 2001
  2. R. F. Cuffel., H. Black and P. F. Master. ' Transonic Flow Field in a Supersonic Nozzle with Small Throat Radius of Curvature.' AlAA, J., 17, 1364, 1969
  3. Louis. J. Goldman & Vincent J. Scullin. 'Analytical Investigation of Supersonic Turbomachinery Blade I Computer Program for Blading Design,' NASA TN D-4421
  4. Kiock. A., Lehthaus. F., Baines. N.C. and Sieverding, C.H., 'The Transonic Flow through a Plane Turbine Cascade as Measured in Four European Wind Tunnels.' Trans. of the ASME. J. of Eng. for Gas Turbines and Power. Vol. 108. 1986. pp. 277-285 https://doi.org/10.1115/1.3239900
  5. 신봉근, 성영식, 정수인,김귀순, 이은석, '초음속 터빈 캐스캐이드 입구 경계조건의 특성에 관한 연구,' 한국추진공학회, 제21회 추계학술대회논문집, 2003, pp.99-103