• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.8
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• pp.791-796
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• 2012

Small gas turbine engines are used in aircraft as an auxiliary power unit (APU) to supply compressed air to start the main engine and for emergency electricity. When an aircraft is operating in an environment in which sand and dust is present in the ambient air, the engines as well as the APU ingest the sand and dust. This causes erosion of the engine and a degradation in its performance. The present study investigated the effect of sand and dust ingestion on small gas turbine engines. The concentration of sand and dust was $4.4{\times}10^{-5}kg$ per unit kg of air, which follows the specification in MIL-E-8593. The test was conducted for 10 h, and the engine performance before and after the test was compared. In addition, a tear-down inspection was conducted to examine the erosion patterns of sub-components such as the impeller and turbine wheel.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.378-379
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• 2003

도로에서의 비산먼지는 건설현장 트럭에 의한 토사의 유입, 운반 중에 날리는 토사, 토양의 침식, 겨울철 모래살포, 타이어의 마모등에 의하여 도로표면에 쌓인 먼지가 차량의 운행이나 바람으로 인하여 발생한다 국내 주요도시 및 산업단지는 대부분이 포장도로로서 주변환경에서 유입되는 먼지와 함께 차량의 운행으로 인한 비산먼지(Fugitive dust)의 영향이 지대하며, 건설현장에서 발생되는 비산먼지와 함께 도시ㆍ산단지역의 미세먼지 배출량에 큰 기여를 하는 것으로 조사되었다. (중략)

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.312-313
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• 2002

도로에서의 비산먼지는 건설현장 트럭에 의한 토사의 유입, 운반 중에 날리는 토사, 토양의 침식, 겨울철 모래살포, 타이어의 마모 등에 의하여 도로표면에 쌓인 먼지가 차량의 운행이나 바람으로 인하여 발생한다. 국내 주요도시 및 산업단지는 대부분이 포장도로로서 주변환경에서 유입되는 먼지와 함께 차량의 운행으로 인한 비산먼지(Fugitive dust)의 영향이 지대하며, 건설현장에서 발생되는 비산먼지와 함께 도시·산단지역의 미세먼지 배출량에 큰 기여를 하는 것으로 조사되었다. (중략)

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 2010.04a
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• pp.37-37
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• 2010

2008년 동아시아 대륙에서 발생기원이 다른 황사와 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례를 NOAA위성 RGB 합성영상과 지상 TSP, PM10, PM2.5 질량농도 관측으로 구별하였다. 또한 Terra/Aqua 위성MODIS (MODerate Imaging Spectroradiometer) 센서의AOD (Aerosol Optical Depth)와 FW (Fine aerosol Weighting)를 통해 동아시아 지역에서 발생기원이 다른 대기 에어로졸의 분포와 입자 크기 특성을 분석하였다. 중국 북부와 몽골, 그리고 중국 황토고원에서 모래폭풍이 발생하여 광역적으로 이동하여 청원에 먼지입자(황사)로 영향을 주는 6 사례를 분석했다. 질량농도 TSP중 PM10 은 70%, PM2.5 는 16% 로 조대입자 (> $2.5{\mu}m$)의 비율이 큰 것은 사막과 반사막의 자연적 발생원에서 생성되었기 때문이다. 그러나, 모래 폭풍이 이동 과정에서 중국 동부의 산업 지역을 거쳐 유입 되는 사례에서는 TSP 중 PM2.5 가 23% 까지 증가하기도 했다. 중국 동부로부터 황해를 거쳐 한반도로 유입하고 있는 다른5사례는 TSP 중 PM10, PM2.5가 각각 82%, 65% 로 PM2.5 의 비율이 높았는데 인위적 오염입자의 영향 때문이다. 동아시아 지역에서 인위적 오염입자의 광역적 이동 사례에 대한 평균 AOD는 $0.42{\pm}0.17$로 황사에 의한 AOD ($0.36{\pm}0.13$)와 비교하여 대기 에어로졸에 대한 비율이 높게 나타났다. 특히, 중국 동부에서 황해, 한반도, 동해에 이르는 광역적 지역에 높은 AOD값이 분포했다. 인위적 오염입자의 사례는 FW가 평균 $0.63{\pm}0.16$로 모래폭풍의 이동 사례의 $0.52{\pm}0.13$ 보다 높은 값을 보이고 있어, 대기 에어로졸에 대한 인위적 미세 오염입자의 기여가 크게 나타나고 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.10-10
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.30 no.2
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• pp.196-209
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• 2009

Occurrences of sandstorms in the deserts and loess of Mongolia and northern China and associated dustfall episodes in the Korean Peninsula were monitored during the period January through December, 2005. False colour images were made by directly receiving the NOAA Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) data, and the distribution and transport of sandstorms were analyzed. The ground concentrations for PM10, PM2.5 and visibility of the dustfall episodes (PM10 concentration over $190{\mu}g\;m^{-3}$) were analyzed at Cheongwon, located midway in South Korea, and in the leeward direction of the place of origin of the sandstorms. Variations in the concentrations of $O_3,\;NO_2$, CO and $SO_2$ were also compared with dust concentrations in the dustfall episodes. Fewer occurrences of strong sandstorms in the place of origin were observed in 2005, due largely to the accumulation of snow and mild fluctuations of high and low pressure systems in the place of origin, thereby accounting for a low frequency of dustfall episodes in Korea, compared with those during the period 1997-2005. A total of 7 dustfall episodes were monitored in Korea in 2005 that lasted 11 days. In summer, sandstorms occurred less frequently in the source region in 2005 due to high humidity and milder winds, thereby causing no dustfall episodes in Korea. In case the sandstorms occurring at the place of source head directly to Korea without passing through large cities and industrial areas of China, the PM2.5 concentrations were measured at 20% or lower than the PM10 concentrations. However, when the sandstorms headed to Korea via the industrial areas of eastern China, where they pick up anthropogenic air pollutants, the PM2.5 concentrations were at least 25% higher of the PM10 concentrations. On the other hand, over 5 cases were observed and analyzed in 2005 where the PM10 concentrations of sand dust originating from the deserts were measured at $190{\mu}g\;m^{-3}$ or lower, falling short of the level of a dustfall episode.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.31 no.6
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• pp.600-607
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• 2010

In 2008, multiple episodes of large-scale transport of natural airborne particles and anthropogenically affected particles from different sources in the East Asian continent were identified in the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) satellite RGB-composite images and the mass concentrations of ground level particulate matters. To analyze the aerosol size distribution during the large-scale transport of atmospheric aerosols, both aerosol optical depth (AOD; proportional to the aerosol total loading in the vertical column) and fine aerosol weighting (FW; fractional contribution of fine aerosol to the total AOD) of Moderate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) aerosol products were used over the East Asian region. The six episodes of massive natural airborne particles were observed at Cheongwon, originating from sandstorms in northern China, Mongolia and the loess plateau of China. The $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ stood at 70% and 16% of the total mass concentration of TSP, respectively. However, the mass concentration of $PM_{2.5}$ among TSP increased as high as 23% in the episode in which they were flowing in by way f the industrial area in east China. In the other five episodes of anthropogenically affected particles that flowed into the Korean Peninsula from east China, the mass concentrations of $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ among TSP reached 82% and 65%, respectively. The average AOD for the large-scale transport of anthropogenically affected particle episodes in the East Asian region was measured at $0.42{\pm}0.17$ compared with AOD ($0.36{\pm}0.13$) for the natural airborne particle episodes. Particularly, the regions covering east China, the Yellow Sea, the Korean Peninsula, and the east Korean sea were characterized by high levels of AOD. The average FW values observed during the event of anthropogenically affected aerosols ($0.63{\pm}0.16$) were moderately higher than those of natural airborne particles ($0.52{\pm}0.13$). This observation suggests that anthropogenically affected particles contribute greatly to the atmospheric aerosols in East Asia.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.14-23
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• 1998

The present study investigates numerically particle laden flow through compressor cascade. In general, a lot of turbine engines are affected by various particles which are suspending in the atmosphere. Especially in the case of aircraft aviating in volcanic, industrial and desert region including many particles, each components of engine system are damaged severely. That damage modes are erosion of compressor binding and rotor path components, partial or total blockage of cooling passage and engine control system degradation.. Initial damages can not be serious but cumulation of damages influences on safety of aircraft control and economical maintenance cost of engine system can be increased. When dust, materials and volcanic particles in the atmosphere flow in the compressor, it is necessary to predict damaged and deposited region of compressor blades. To the various flow inlet angle, predictions of particles trajectory in compressor cascade by Lagrangian method are presented and impulses by impaction of particles at blade surface are calculated. By the definition of particle deposition efficiency, characteristics of particles impact are considered quantitatively. With these prediction and experimental data, erosion rates are predicted for two materials - ceramic, soft metal - on compressor blade surface. Improvements like coating of blade surface could be found, by above prediction.