• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.41-44
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• 2012

In order to cool the turbine blade under high temperature operating conditions, the film-cooling method is generally applied. In this study, $CO_2$ was used as working fluid and it helped the operating system to prevent the loss of compressed air. The trapezoidal diffuser shape was adopted at the cross section of hole and the characteristics of heat flow with various working fluids were numerically studied. In particular, the different mixture ratios of $CO_2$, such as various density ratios of 0.2, 0.8, and 1.0, respectively, were considered. Numerical results are graphically depicted with various conditions.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권3호
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• pp.11-18
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• 2009

• 한국공작기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.38-43
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• 2006

A turbine blade operates under high temperature, high pressure, and the loads have the characteristics that the amplitudes change. Therefore, it is important to perform a stress analysis considering thermal and pressure loads. The purpose of this study is to investigate the effects of these loads on gas turbine blade through thermal stress analysis. The analysis results shows that pressure in gas fluid flow around blade is high in leading edge part, Gas temperature is connections with pressure of flow around blade. The distribution of stress from blade is appearing as is different at suction side and pressure side.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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• pp.193-198
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• 2000

The small punch test have been developed to evaluate the material strength of the power plant components. This small punch test specimen is very small than the conventional strength test specimens. Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) have been applying this test to assess accurately the life of thermal power plant and enhancing the reliability. The small punch test for gas turbine blades is under development. It's possible to compare the relative strength among the same materials having different operation histories. In this paper, the strength reductions of gas turbine materials are investigated by the small punch tests. All materials shows the almost same strength and deformation with the allowable deviation. At the same test temperature, the damaged material has the maximum load value. The strength reduction is not shown in this small punch test results.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권12호
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• pp.107-112
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• 2010

A gas turbine consists of an upstream compressor and a downstream turbine with a combustion chamber, and also the compressor and the turbine are generally coupled using a single shaft. Large scale gas turbine compressor is designed as multi-stage axial flow and the blade is fan-type which is thick and wide. Recently radial cracking happens occasionally at the compressor blade tip of large scale gas turbine. So, FEM was performed on the compressor blade and vibration modes and dynamic stresses were analyzed. According to the analysis, 9th natural frequency mode of the blade, which is 2 strip mode, is near the vane passing frequency by the vane located at the upstream of the blade.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.475-480
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• 2010

가스터빈 블레이드는 터빈 가동 시 발생하는 고온화염으로부터 블레이드를 보호하고, 구조물의 표면 온도를 안전한 수준으로 낮추기 위하여 블레이드 표면에 열차폐 코팅(TBC; Thermal barrier coating)을 하여 사용하고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 1단 블레이드에 적용되는 코팅 방식을 이용하여 코인형 시험편을 제작하였고 열화 온도 및 유지 시간의 변화에 따른 코팅 계면 산화물의 성장 거동을 분석하였다. 코팅 단면에 대하여 코팅 계면 산화물의 두께와 마이크로 비커스 경도를 측정하여 열화 특성을 평가 하였다. 또한 성분분석을 통하여 미세조직의 변화를 관찰함으로써 열차폐 코팅의 열적 열화특성을 평가하였다.

• 한국항공운항학회지
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• 제27권4호
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• pp.21-26
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• 2019

The purpose of this study is to suggest a method for the efficient preventive maintenance of aircraft gas turbine engine turbine blades. For this study, the types and characteristics of gas turbine engines and its turbine blades were studied, the turbine blade defect types that caused an In-Flight Shut Down(IFSD) were analyzed, the blade failure rate according to the blade life cycle was analyzed through the Weibull distribution, one of the statistical techniques. Through these research results, it is possible to supplement the problems of the life cycle management and maintenance method of the turbine blade, and to suggest the measures to strengthen the preventive maintenance of the turbine blade. In this analysis, when total cycle of turbine blade exceeds 18,000 cycles, the failure rate is over 98%, and then the special management measures are required.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.415-421
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• 2013

본 논문은 두산중공업(주)에서 개발 중인 소형 가스터빈의 축류 터빈 설계 과정을 기술하였다. 축류터빈의 설계 과정은 크게 유로설계, 익형설계, 3D 성능 계산의 세 단계로 구성되며. 최적의 유로를 설계하기 위해 자오면의 형상, 평균 반경, 블레이드간 간격, 유로 형상각 등 여러 형상 변수에 대해 통과유동계산 및 손실계산을 수행한다. 익형 설계는 유로 설계시 스팬 방향으로 계산된 입출구 유동각을 기준으로 실험상관식을 적용하여 최적의 블레이드 개수를 결정한 후 2D 익형 단면을 설계하며 2D NS 계산을 통해 캐스케이드 유동구조를 검토하여 설계한 단면의 설계적정성을 평가한다. 설계된 2D 익형 단면을 스팬방향으로 적층하여 3D 익형을 생성하고, 다단 Euler 계산, 단익렬, 다단 NS 계산을 수행하여 3D 유동 특성을 고찰한다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제4권2호
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• pp.93-99
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• 2016

엔진 성능 혹은 효율의 극대화는 엔진 구성품들을 점점 더 극한의 환경에서 장시간 운용되게 요구하고 있다. 이를 위해 엔진 제작사 혹은 연구소는 초내열합금, 냉각 설계 최적화, 열차폐 코팅 개선 등의 노력과 동시에 재료 모델링, 유한요소해석, 최적설계 등의 수치 해석 기법을 적용하여 좀 더 정교한 설계 및 해석을 수행하고 있다. 본 연구에서는 연소기 뒤에 위치하는 1 단 고압터빈 노즐의 끝벽 냉각 설계와 열차폐 코팅에 따른 일방향 응고 재료인 1 단 고압터빈 블레이드의 저주기 피로 수명에 대한 영향을 고찰하고자 한다. 이를 위해 경계 조건인 고온 및 고압의 연소 가스에 의한 노즐 및 블레이드의 금속 온도는 복합 열 전달 해석을 통해 얻고, 이 결과를 받아 블레이드의 구조 해석 및 저주기 피로수명을 평가하여 노즐 냉각설계와 열차폐 코팅의 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.769-774
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• 2013

가스터빈엔진의 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고효율, 수명주기 동안의 운용비 최소화 등의 요구조건으로 고온의 터빈입구 온도, 고압축비, 고속 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경에서의 구조 안전성을 평가하기 위해서는 재료 모델링과 유한요소해석 기법 등이 필수적이며 더 나아가 형상최적화가 반드시 요구된다. 본 연구에서는 터빈 디스크의 구조 건전성을 평가하기 위해 2 차원 축 대칭 및 섹터 모델을 생성하고, 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소 해석을 수행하고자 한다. 이를 근거로 터빈 디스크에서 구조적으로 취약한 2 개의 영역인 디스크 보어와 디스크와 블레이드의 연결 부위인 도브테일에 대해 형상변수 고찰을 하고자 한다. 최종적으로 형상변수 결과를 기초로 한 개선된 디스크 형상을 제안함과 동시에 좀 더 정교한 형상최적화가 필요함을 확인한다.