• 한국전산유체공학회지
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• 제10권2호
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• pp.54-59
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• 2005

For the improvement of aerodynamic performance of the turbine blade in a turbopump for the liquid rocket engine, the optimization of turbine profile shape has been studied. The turbine in a turbopump in this study is a partial admission of impulse type, which has twelve nozzles and supersonic inflow. Due to the separated nozzles and supersonic expansion, the flow field becomes complicate and shows oblique shocks and flow separation. To increase the blade power, redesign ol the blade shape using CFD and optimization methods was attempted. The turbine cascade shape was represented by four design parameters. For optimization, a genetic algorithm based upon non-gradient search hue been selected as an optimizer. As a result, the final blade has about 4 percent more blade power than the initial shape.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권8호
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• pp.735-743
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• 2011

본 연구에서는 직선형 터빈 캐스케이드 장치를 이용하여 분사영역으로 진입하고 퇴각하는 익형의 허브, 평균반경, 팁에 형성되는 표면에서의 압력을 정상상태에서 측정하였다. 익형은 축류형으로 코드가 200mm이며, 분사 노즐은 단면은 사각형으로 그 크기는 $200mm{\times}200mm$이다. 실험은 코드 기준으로 레이놀즈수 $3{\times}10^5$에서 수행되었다. 탈설계 성능을 측정하기 위하여 노즐의 설치각을 $58^{\circ}$, $65^{\circ}$와 $72^{\circ}$로 변경하면서, 노즐의 설치각 변화에 대한 익형에서 표면압 변화의 특성을 파악하였다. 또한 현절비를 1.25, 1.38, 1.67로 변경하면서 현절비 변화에 대한 익형의 표면압 변화를 측정하였다. 실험의 결과에서 익형이 분사영역으로 진입할 때 현절비가 적을수록 흡입면에서는 표면압력의 감소가 발생되었고 낮은 노즐설치각인 경우에는 역회전방향의 힘이 형성되었다. 아울러 양의 입사각으로 익형이 분사영역으로 진입할 때 흡입면의 앞부분에 낮은 압력이 형성되었다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.445-451
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• 2004

Four design candidates for a 1.4MW class partial admission turbine have been chosen from a Preliminary design process. Their performance were estimated through the 3-D numerical analyses using a frozen rotor method. In order to select the optimum design, each flow analysis result was compared with others. Flow characteristics in the passages and some types of losses induced by shocks and wakes were found from calculation results. Based on these calculations, a new rotor blade was redesigned and compared with previous one through flow analysis.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.160-163
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• 2010

부분흡입형 초음속 터빈의 노즐과 1단 로터 사이의 축방향 간극이 터빈의 단 성능과 유동장에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 터빈에 대한 3차원 유동해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 상용 유동해석 프로그램 $FLUENT^{TM}$를 사용하였으며 다섯 가지 경우의 축간극에 대해 계산을 하였다. 노즐-로터 축간극이 팁 누설 유량의 증가와 로터 출구의 유동각에 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권8호
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• pp.99-106
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• 2003

본 논문에서는 액체추진로켓용 터보펌프내 초음속 충동형 터빈의 공력성능 향상을 위해 기하학적 설계변수를 수치적으로 연구하였다. 터빈의 기하학적 설계변수는 아랫면, 윗면 원호반경, 입사각, 익단두께로 설정, 적절한 구속조건을 도입하였고 목적함수로는 최대파워를 채택하였다. 목적함수를 얻기 위해 2-D Navier-Stokes 방정식과 Chien의 k-$\varepsilon$ 난류 모델링을 수치적으로 계산하였다. 초기모델에서 이형 중앙부에 흐름박리를 볼 수 있었으나 개선된 익형에서 흐름박리는 제거되었다. 본 연구를 통해 약 3.2 %의 축 파워가 증대되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.298-304
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• 1995

유동이 있는 경우 발생하는 소음에 대한 실험적 연구는 풍동과 무향실이 결합된 음향풍동에서 수행될 수 있다. 이러한 음향풍동은 팬, 수축부, 수집부, 확산부 그리고 무향실에 주의해서 설계되어야 하고 특히 각 부분에서 발생할 수 있는 이차소음을 최소화하도록 설계되어야 한다. 최종적으로 소음기와 흡음재를 이용해서 팬소음과 이차소음의 전파를 줄인다. 본 음향풍동은 개방형 흡입식(open suction type)으로 시험부에서 유속 62.8m/s, 난류강도 0.1%이하, 배경소음 50-55dB 이하로 설계되었다. 이러한 조건을 만족시키기 위하여 하니콤과 6장의 스크린이 있는 정체실과, 21:1의 수축비를 갖는 수축부를 이용하여 난류강도를 낮추고, 흡음재와 90도 각도의 모서리 그리고 공명형과 소산형 소음기로 소음의 전파를 줄였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.261-262
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• 2000

항공기나 발전용 가스터빈(gas turbine) 및 대용량 압축기(compressor) 등과 같이 흡입공기의 유량이 매우 클 경우, 유입되는 공기 내부에 함유된 입자상 오염물질은 터빈의 기계적 성능에 큰 장애를 일으킬 수 있다(Klink and Schroth, 1996, Schroth, 1993). 이러한 입자상 오염물질을 효과적으로 제어하기 위해서는 처리기체의 유입구 부분에 대형 공기 정화용 여과시스템이 요구되며, 일반적으로 카트리지형 에어 필터(cartridge air filter)나 포켓형(pocket), 카세트형(cassette) 에어 필터가 적용 현장의 조건에 따라 사용된다. (중략)

• 항공우주기술
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• 제4권2호
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• pp.153-162
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• 2005

초기 설계과정에서 4가지 1.4MW급 터보펌프용 터빈설계안을 도출한 후 각각의 설계안에 대하여 프로즌 로터기법을 적용한 3차원 유동해석을 수행하였다. 이 결과를 통하여 각각의 설계안간의 성능을 비교하고 가장 성능이 우수한 설계안을 선정하였다. 계산결과의 분석을 통하여 유로에서의 유동특성과 충격파와 후류에 의해 발생되는 손실을 파악하였으며 이 분석 결과를 바탕으로 보다 우수한 성능을 보일 것으로 예측되는 설계안을 도출한 후 이에 대한 3차원 유동해석을 수행하여 결과를 분석하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.481-487
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• 2005

A turbopump turbine consists of rotational part including a rotor and stationary part including nozzles and exit guide vanes, of which shape and relative position affect turbine performance owing to supersonic flows with prevailing unsteadiness. In this study, numerical 3-D flow calculations of the turbine with the different number of exit guide vanes and different relative position of each component are conducted and the effect of flow passage variations on turbine performance is analyzed.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.26-33
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• 2007

Four design candidates for a partial admission turbine have been chosen from a preliminary design process. Their performance were estimated through the 3-D numerical analyses using a frozen rotor method. In order to select the optimum design, each flow analysis result was compared with others. Flow characteristics in the passages and some types of losses induced by shocks and wakes were found from calculation results. Based on these calculations, a new rotor blade was redesigned and compared with previous one through flow analysis.