• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.752-757
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• 2003

The steady stress, modal analysis for the damaged blade was carried out to evaluate the integrity of LP 4 blade row. As a result, 4 dangerous modes for LP blade row were found in the interference diagram and it was confirmed that the nozzle passing frequency has nothing to do with the blade failure. And then the dynamic stress are analysed for the 4 dangerous modes. There are some points far out of maximum allowable stress in the cover and tenon. Therefore the blade is not safe according to the Goodman judgement. So the manufacturer have modified the design of cover and tenon. Until now, the power plant is being operated without special problems.

• 소음진동
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• 제6권1호
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• pp.11-19
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• 1996

지금까지의 항공기 날개에 공력 탄성학적 제어를 위해 압전재료를 작동기로 사용하는 연구는 아직은 완전하지 못하지만 실용화 가능성을 조사하기 위해 집중적인 투자가 행해지고 있다. 본 글에서 언급한 예 외에도 압전재를 이용 날개의 익형을 능동적으로 조절함으로써 천음속에서의 저항을 줄이기 위한 연구(transonic drag reduction with piezos), 압전재로 작동하는 제어면을 부착하여 헬리쿱터 블레이드 의 진동을 제어하기 위한 실험적 연구, 항공기 외부 장착물에 의해 발생되는 불안정 성을 제어하기 위한 압전작동기를 사용한 pylon decoupler 설계 등 다양한 분에에서 연구가 되고 있다. 하지만 아직까지는 제어에 필요한 충분한 제어력을 얻는 문제, 주 구조물과 압전재료의 강성도의 차이, 가용한 압전재의 실용화, 내구성 문제 등 항공 기에의 응용을 위한 새로운 재료의 개발이 요구되고 있다. 그리고 사용에 필요한 전력을 공급하는 문제는 지상에서 작동되는 시스템과는 달리 항공기에서는 해결해야 될 큰 문제점이며, 이에 대한 연구가 요구되고 있으며, 실용 가능성이 보일 경우 재료의 내구성, 제어 성능, 번개 등 외력에 대한 손상 예측 등 광범위한 연구가 이어 질 것으로 예측된다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제8권3호
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• pp.41-46
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• 2014

Fatigue evaluations for the rotor blades of commercial or military rotorcraft have been carried out using the safe life concept since 1950s. Particularly, in the case of a rotor blade made of a composite material, a highly reliable fatigue life could be predicted by evaluation the cumulative damage using combination of fatigue life curve and load spectrum. However, there is a limit in adequately evaluating the strength reducing phenomena caused by damages or defects generated during the manufacturing process or impact damage induced by operational usages, using only the safe life concept. In this study, the fatigue evaluation process based on the damage tolerance concept is described and illustrated by means of successful application to substantiate the retirement time of composite rotor blades.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제2권2호
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• pp.1-7
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• 2008

Recently the wind energy has been alternatively used as a renewable energy resource instead of the mostly used fossil fuel due to its lack and environmental issues. This work is to propose a structural design and analysis procedure for development of the low noise 100W class small wind turbine system which will be applicable to relatively low speed region like Korea and for the domestic use. Structural analysis including load cases, stress, deformation, buckling, vibration and fatigue life was performed using the Finite Element Method, the load spectrum analysis and the Miner rule. In order to evaluate the designed structure, the structural test was carried out and its test results were compared with the estimated results. In addition, the blade should be safe from the impact damage due to FOD(Foreign Object Damage) including the bird strike. In order to analize the bird strike penomena on the blade, MSC. Dytran was used, and the applied method Arbitrary Lagrangian-Eulerian was evalud by comparison with the previous study results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권8호
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• pp.1007-1013
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• 2013

이 논문은 터빈 로터의 형상변화에 따른 공력 특성에 대하여 분석하였다. 본 논문의 터빈은 헬리콥터의 보조동력 장치로 사용되는 소형엔진이다. 소형엔진은 팁 형상의 구조적 취약성 때문에 성능을 향상시키기 어렵다. 그러므로, 터빈의 허브를 개선하는 것이 여러 가지 측면에서 유리하다. 터빈의 작동유체는 고온 고압의 가스이다. 터빈표면의 열전달률이 고려되었을 때, 열부하에 의한 블레이드의 손상을 줄이기 위해서는 블레이드 표면의 열전달률 분포를 고찰하여야 한다. 수치모사 결과를 검증용 실험값과 비교하였을 때, SST난류모델은 공력 특성을 잘 반영하고 열전달 예측성능도 우수하였다. 결론적으로, 허브측 선단에서 구륜설계(bulbous design)를 적용하였을 때 공력효율이 향상되었고, 전체 공력 손실 중 끝벽 손실은 15% 감소되었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권2호
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• pp.105-115
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• 2020

This paper presents a numerical study on the rotordynamic analysis of a dual-spool turbofan engine in the context of blade defect events. The blades of an axial-type aeroengine are typically well aligned during the compressor and turbine stages. However, they are sometimes exposed to damage, partially or entirely, for several operational reasons, such as cracks due to foreign objects, burns from the combustion gas, and corrosion due to oxygen in the air. Herein, we designed a dual-spool rotor using the commercial 3D modeling software CATIA to simulate blade defects in the turbofan engine. We utilized the rotordynamic parameters to create two finite element Euler-Bernoulli beam models connected by means of an inter-rotor bearing. We then applied the unbalanced forces induced by the mass eccentricities of the blades to the following selected scenarios: 1) fully balanced, 2) crack in the low-pressure compressor (LPC) and high pressure compressor (HPC), 3) burn on the high-pressure turbine (HPT) and low pressure compressor, 4) corrosion of the LPC, and 5) corrosion of the HPC. Additionally, we obtained the transient and steady-state responses of the overall rotor nodes using the Runge-Kutta numerical integration method, and employed model reduction techniques such as component mode synthesis to enhance the computational efficiency of the process. The simulation results indicate that the high-vibration status of the rotor commences beyond 10,000 rpm, which is identified as the first critical speed of the lower speed rotor. Moreover, we monitored the unbalanced stages near the inter-rotor bearing, which prominently influences the overall rotordynamic status, and the corrosion of the HPC to prevent further instability. The high-speed range operation (>13,000 rpm) coupled with HPC/HPT blade defects possibly presents a rotor-case contact problem that can lead to catastrophic failure.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.225-232
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• 2017

런너, 흡출관 등 양수발전소 수차 부속기기들에 캐비테이션 침식과 피로 균열 등의 손상 발생과 관련하여 많은 정비 사례들이 보고되고 있다. 양수발전소는 급전, 전력계통 안정 등과 같은 부수적 서비스를 제공한다. 이러한 부수적 서비스는 가이드 베인을 작게 열고 운전하는 저개도율 운전을 반복적으로 자주 수행하게 한다. 이러한 저개도율 운전은 수차 부속기기의 손상을 가속시키는 것으로 경험적으로 알려져 있다. 본 연구에서는 양수발전소의 가이드 베인 저개도율 운전이 수차의 캐비테이션과 피로를 가속시키는 효과를 유한요소 유동/응력 해석 및 피로 해석을 통해 정량적으로 평가한다. 평가 결과, 가이드 베인 개도율이 작을수록 캐비테이션 발생 가능성과 수차 효율 저하 가능성이 증가하며, 런너 블레이드 루트부에 최대 응력값을 증가시킴에도 불구하고 저개도율 운전이 피로수명에 미치는 영향은 미미함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.150-153
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• 2006

액체 로켓 엔진의 가스발생기는 터빈 블레이드의 열적 손상을 막기 위해 온도의 제한이 있으며 이를 위해 농후 또는 희박 연소를 하게 된다. 따라서 비평형 화학 반응이 주로 발생하며 이를 해석하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 케로신과 액체산소를 추진제로 하는 가스발생기에 대하여 Dagaut이 제안한 상세 화학 반응 단계를 사용하여 완전 혼합 반응기 연소 모델의 수정을 통해 계산하였으며, Frenklach의 soot 모델을 적용하여 예측 결과의 몰 분율, 가스 물성치 등의 결과에 대한 개선 방향을 제시하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.188-193
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• 2000

A more accurate life prediction for gas turbine blade takes into account the material behavior under the complex thermo-mechanical fatigue(TMF) cycles normally encountered in turbine operation. An experimental program has been carried out to address the thermo-mechanical fatigue life of the IN738LC nickel-base superalloy. In the first phase of the study, out-of-phase and in-phase TMF experiments have been performed on uncoated and coated materials. In the temperature range investigated. the deposition of NiCrAlY air plasma sprayed coating did not affect the fatigue resistance. In the second phase of the study, a physically-base life prediction model that takes into account of the contribution of different damage mechanisms has been applied. This model was able to reflect the temperature and strain rate dependences of isothermal cycling fatigue lives, and the strain-temperature history effect on the thermo-mechanical fatigue lives.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.358-361
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• 2007

대부분의 항공기는 성층권에서 순항을 하며, 이때의 온도는 지상의 그것보다 상당히 낮아 항공기 표면에 결빙이 발생할 수 있다. 기체 날개에 결빙이 발생하면 날개의 형상이 변화되어 비행특성을 저하시키며, 흡입구에서 발생한 결빙은 압축기 블레이드의 손상의 위험을 높이고 엔진의 성능에도 큰 영향을 미치게 된다. 본 논문에서는 결빙에 의한 여러 가지 상황 중 결빙으로 인한 엔진 성능 변화를 분석하기 위하여 결빙모사장치의 개발을 수행하였다. 결빙모사장치와 액체공기시스템을 이용하여 결빙모사 시험을 수행하였으며, 시험수행을 통하여 결빙이 모사가 가능함을 확인하였다.