• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.115-120
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• 2014

자동차용 터보차저 압축기의 성능 개선을 위해 원주방향의 볼류트 입구 높이들이 수정되었고 디퓨저를 포함한 볼류트에 대한 유동장이 상용 소프트웨어를 사용하여 조사되었다. 기본적으로 잘 설계된 볼류트는 높은 압력회복계수와 낮은 전압력손실계수를 보여주어야 한다. 본 연구에서는 동일한 단면형상과 설단면각(Tongue Angle)을 가지나 원주방향으로는 서로 다른 볼류트 입구 높이를 갖는 두 경우의 원형단면 볼류트가 선정되었다. 하나는 $90^{\circ}$ 원주방향에서는 단면 중앙으로 유입되나 이후의 원주방향에서는 볼류트 단면 최하단부들을 잇는 접선과 동일한 높이를 유지하면서 점진적으로 하단부로 유입되는 볼류트 형상이다(케이스 1 볼류트). 다른 하나는 설단면에서는 접선방향으로 유입되도록 모든 원주방향에 대하여 입구 높이를 2 mm 낮춘 형상이다(케이스 2 볼류트). 해석결과, 케이스 2 볼류트가 케이스 1 볼류트보다 높은 압력회복계수로 인한 높은 전압력비와 낮은 전압력손실계수로 인한 높은 등엔트로피 효율을 보여주었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권1호
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• pp.25-30
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• 2014

자동차용 터보차저 원심압축기의 오버헝 볼류트의 두 가지 타입에 대한 유동장 특성이 수치적으로 연구되었다. 볼류트의 성능을 높이기 위해서는 높은 압력회복계수와 낮은 손실계수를 갖도록 함이 필요하다. 본 연구에서는 디퓨저 입구각을 $24^{\circ}$, 질량유량을 0.055 kg/s 로 유지하고 두 가지 타입의 오버헝 볼류트에 대한 유동장 특성을 조사하였다. 하나는 1 개의 원호로 이루어진 볼류트 단면(타입 1)이며, 다른 하나는 3 개의 원호로 이루어진 볼류트 단면(타입 2)이다. 타입 2 볼류트가 타입 1 볼류트 보다 원주방향 전체를 통틀어 높은 압력회복계수와 낮은 손실계수를 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3722-3730
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• 2015

하수 처리용으로 사용되는 소형 원심 압축기의 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 성능 개선을 수행하였다. 기존의 두 모델은 임펠러가 동일하나, 베인 없는 디퓨져의 폭과 길이 및 볼류트 케이싱의 형상은 서로 다르다. 기존 모델에 대한 실험과 유동해석 결과를 바탕으로 베인 없는 디퓨져와 볼류트 케이싱의 설계를 변경하였다. 세 모델에 대한 연구 결과로부터, 볼류트 케이싱의 단면적 및 입구 반경 길이는 볼류트 혀와 베인 없는 디퓨져 및 임펠러와의 상호작용 강도에 영향을 주었고, 시스템 손실량에 변화를 나타내었다. 베인 없는 디퓨져 폭이 감소하면 임펠러의 효율은 증가했지만 디퓨져에서의 손실도 증가하였다. 결과적으로 개선된 모델의 효율이 설계 점에서 기존 대비 약 2.88%p 향상된 것이 유동해석 결과로 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권4호
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• pp.70-75
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• 2006

액체로켓용 터보펌프의 설계과정에서 정확한 성능예측을 위해서 인듀서, 임펠러, 볼류트, 실 등의 펌프의 모든 부분을 포함한 유동해석을 수행하였다. 계산시간을 줄이기 위해서 인듀서와 임펠러는 주기조건을 사용하여 하나의 블레이드 통로만 해석하였으며, 인듀서와 임펠러, 임펠러와 볼류트 등의 상호작용은 정상적 해석법인 혼합면 기법을 사용하였다. 펌프의 모든 부분을 포함한 계산을 통하여 인듀서, 임펠러, 볼류트 등의 단독 유동해석을 통해서는 예측할 수 없는 펌프설계의 매우 중요한 부분인 축추력 등을 예측할 수 있었으며, 각 부품이 전체 성능에 미치는 영향을 자세히 파악할 수 있었다. 계산결과를 실험결과와 비교하였는데, 양정, 효율, 볼류트 외벽 압력분포 등에서 실험결과와 잘 일치하였다. 또한 실험으로 검증하지는 못하였지만, 축추력, 반경방향 힘 등의 예측값도 설계요구조건을 만족시키는 것으로 나타났다. 따라서 펌프의 전부분을 포함한 유동해석법은 터보펌프의 설계 및 성능예측에 매우 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.801-806
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• 2001

The objective of present study is to find the interaction between volute and impeller of the centrifugal turbomachinery with rectangular cross-sectional volute. Flow measurement were taken in shrouded impeller with 12 backward type blades by using a five-hole pressure probe. The measurements are carried out in 7 flow rate, respectively. Primary function of a centrifugal turbo machinery volute is to serve the flow from the impeller and diffuser to pipe system. For the off-design conditions, Influence of pressure distortion was shown by these measurements. As a result, It has caused the decrease of total efficiency of centrifugal turbomachinery. We have also taken data to design volute by these measurements.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.219-225
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• 2000

Primary function of a centrifugal compressor volute is to serve the flow from the impeller and diffuser to pipe system. But losses in volutes at off-design lead to poor stage efficiency and reduction of operating range. This is largely caused by the interaction between the impeller and volute flow fields. The magnitude of distortion is increased as the operating point is away from the design point and, as a result, the interaction between the impeller and volute is stronger. The objective of present study is to find the characteristics of tile flow in the diffuser and volute of the centrifugal compressor with rectangular cross-sectional volute. The measurements are carried out in two cases with the existence and nonexistence of the volute casing. The detailed pressure is presented by comparing the experimental results obtained at two cases with each others.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.623-626
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• 2002

The object of present study is to find the flow characteristics of centrifugal turbomachinery according to the volute shape change. The experiments were carried out for two model; volute-A designed by free vortex conditions and volute-B designed for use in high mass flow rate conditions using the volute-A test results, Flow measurements were taken in shrouded impeller with 12 backward type blades by using a five-hole pilot-tube and carried out in 4 flow rate, $Q/Q_d\;=0,43,\;1.0,\;1.27,\;1,47$, respectively, For volute-B, we found that pressure distribution was more uniform at high flow rate and from $Q/Q_d\;:\;0,43\;to\;Q/Q_d\;:\;1,20$, losses decreased and efficiency increased compare with volute-A.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 1997년도 강연회 및 연구개발 발표회 논문집
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• pp.178-187
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• 1997

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권9호
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• pp.843-850
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• 2010

본 연구에서는 생활폐기물 관로이송 설비에서 사용되고 있는 터보블로어의 성능향상을 목적으로 하며, 볼류트 케이싱의 확대반경과 폭에 따른 터보블로어의 성능특성을 삼차원 나비어-스톡스 방정식을 통한 수치해석과 실험적인 방법을 적용하여 분석하였다. 수치해석을 통한 압력과 효율특성은 실험값과 잘 일치함을 확인하였다. 수치해석을 이용한 볼류트 케이싱 형상특성 연구를 통하여, 터보블로어의 성능은 임펠러 익간 및 블로어 출구의 압력손실을 줄임으로써 개선됨을 확인하였다. 본 설계변수 분석을 통하여 효율은 약 3%, 압력은 약 2% 개선할 수 있었다. 또한 수치해석 결과를 이용하여 터보블로어의 내부유동장 특성을 비교, 분석하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 1999년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.170-178
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• 1999

In general, an impeller of centrifugal turbomachinery is designed at isolated condition without considering the presence of a volute, but when the impeller is operating with its volute, the performance of impeller can be different. This is largely caused by the interaction between the impeller and volute flow fields. The magnitude of distortion is increased as the operating point is away from the design point and, as a result, the interaction between the impeller and volute is stronger. In the present calculation, the flow through the impeller is simulated using coarse grids. The flow within the impeller and the volute is naturally unsteady, but the flow is assumed to be steady across the interface between the volute and impeller flow fields. Under the assumption of steady three-dimensional incompressible turbulent flow, the time averaged N-S equations involving standard k-$\epsilon$ turbulent model was solved by the F.V.M. The calculation results are compared with the experimental results obtained for an industrial fan by Sakai etc. and the Hood agreement is demonstrated. And the effects of the impeller-volute interaction are studied.