• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.527-539
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• 1992

본 연구에서는 터빈익렬의 입구유동면에 주어지는 끝벽 경계층유동에 의하여 익렬 내의 유동에서 발생하는 여러 와류들에 의한 2차 유동과 이와 연관된 여러가지 3차원 점성유동 현상 그리고 이에 따른 유동손실을 보다 정확히 예측하기 위한 수치해 석적 연구를 수행하였으며, 이에 필요한 수치해석적 연구를 수행하였으며, 이에 필요 한 수치해석코드를 작성하였다.유동특성에 대하여 상세한 연구결과가 보고되어 있 는 UTRC(United Technologies Research Center) 평면 터빈익렬을 연구대상으로 채택하 여 익렬 내의 3차원 유동특성을 연구하고 계산한 결과를 기존의 결과와 비교 검토하였 다. 강한 2차유동이 존재하는 경우에 발생하는 수치확산을 감소시키기 위하여 대류 항에 대하여 2차 정확도(second-order accuracy)의 선형상류도식(linear upwind sche- me)을 사용하여 일반적으로 널리 사용되는 하이브리드도식(hybrid scheme)에 의한 해 석결과와 비교하였다. 터빈익렬 내의 난류 유동은 익렬의 회전과 유선의 만곡 등에 의한 영향으로 복잡한 유동현상을 나타내지만, 터빈익렬 내의 난류유동 특성에 대한 실험결과가 아직까지는 부족하고 또한 본 연구에서는 평균유동값의 정확한 해석에 중 점을 두었으므로 표준 k-.epsilon. 모델을 사용하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2000년도 제15회 학술강연회논문초록집
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• pp.42-42
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• 2000

선형 터빈 익렬에 유입되는 자유흐름 난류 강도의 변화에 따른, 터빈 블레이드에서의 대류 열전달 현상에 대한 연구를 수행하였다. 익렬은 5개의 볼레이드를 선형으로 배치하여 구성하였으며, 현의 길이에 근거한 레이놀즈 수는 2.5${\times}$$10^5$, 3.5${\times}$$10^5$ 이다. 자유 흐름의 난류 강도는 익렬의 도입부에 설치된 격자의 형상에 따라 1.3%, 3.7%, 7.0%, 7.8%의 값을 나타내었다. 자유흐름의 난류강도는 정온 열선유속계로 측정하였으며, 블레이드 표면 온도 분포는 열전대를 사용하여 측정하고, 금속박판을 사용하여 균일한 열유속을 공급하였다.(중략)

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1915-1927
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• 1992

본 연구에서는 3차원 압축성 내부유동해석 코드를 개발하여 터어빈 정익이나 동익 내부의 차원 익렬 유동을 수치적으로 해석하고자 한다. 여기에서 사용된 코드 는 Obyashi의 LU-ADI기법을 이용한 기존의 2차원 익렬 유동해석 코드를 3차원 유동장 으로 학장한 것이고, 난류유동해석에는, Baldwin-Lomax의 박층 대수모델을 3차원으로 확장한 알고리즘을 적용하였다.Kiock등이 실험한 선형 터어빈 익렬 내부의 천음속 유동장에 적용하여 양끝 벽면에 의한 3차원 유동장 특성을 분석하고, 3차원 익렬 유동 코드의 적합성을 검토하였다.

• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.79-86
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• 1996

Supercavitation이 발생하는 익주위의 유동을 선형이론으로 해석하기 위하여 유동장에 용출과와를 분포시켜서 선형 적분방정식을 유도하고, 익의 영각과 cavitation 수의 변화에 따른 양력계수, 항력계수를 구하여 실험치와 비교하였다. 특이점법을 이용한 선형이론에 의하여 구한 계산치를 실험치와 비교한 결과 익의 영각이 작을 경우에는(${\alpha}<10^{\circ}$) 잘 일치하지만 영각이 클 경우(${\alpha}<10^{\circ}$)에는 오차가 크므로 선형이론에 의한 해석은 적합하지 않았다. 선형이론에 의한 해석에서 실험치와의 오차가 커지는 주요한 원인은 cavity의 모델이 서로 다르기 때문이며, 따라서 유한한 길이의 cavity가 발생하여도 교란속도는 무한한 후방까지 영향을 미치므로 익렬의 전후에서 운동량이 보존되도록 후류를 모델화하여야 함을 알았다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권6호
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• pp.813-821
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• 1997

Three-dimensional turbulent incompressible flow through the tip clearance of a linear turbine rotor cascade with high turning angle has been analyzed numerically. As a preliminary study to predict the tip clearance loss realistically, a generalized k-.epsilon. model derived by RNG (renormalized group) method is used for the modeling of Reynolds stresses to account for the strain rate of turbulent flow. The effects of the tip clearance flow on the passage vortex, the total pressure loss are considered qualitatively. The existences of vena contract and tip clearance vortex have been confirmed and it has been shown that as the size of the tip clearance increases, the accumulated flow through the tip clearance and the total pressure loss downstream of the cascade increase.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권12호
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• pp.3917-3925
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• 1996

A numerical analysis on three dimensional turbulent incompressible flows through linear cascades of turbine rotor blades with high turning angles has been performed by using a generalized k-.epsilon. model which is a high Reynolds number form and derived by RNG(renormalized group) method to account for the variation of the rate of strain. A second order upwind scheme is used to suppress numerical diffusion in approximating the convective terms. Body-fitted coordinates are adopted to represent the complex blade geometry accurately. For the case without tip clearance, velocity vectors and static pressure contours are shown to be in good agreement with previous experimental results. For the case with tip clearance, the effects of the passage vortex and tip clearance flow on the total pressure loss as well as their interactions are discussed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.902-909
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• 2004

A steady-state Reynolds averaged Navier-Stokes simulation was conducted to investigate the distribution of the Reynolds stress tensor inside tip leakage vortex of a linear compressor cascade. Two different inlet flow angles ${\beta}=29.3^{\circ}$(design condition) and $36.5^{\circ}$(off-design condition) at a constant tip clearance size of $1\%$ blade span were considered. Classical methods of solid mechanics, applied to view the Reynolds stress tensor in the principal direction system, clearly showed that the high anisotropic feature of turbulent flow field was dominant at the outer part of tip leakage vortex near the suction side of the blade and endwall flow separation region, whereas a nearly isotropic turbulence was found at the center of tip leakage vortex. There was no significant difference in the anisotropy of the Reynolds normal stresses inside tip leakage vortex between the design and off-design condition.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.416-421
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• 2000

The performance of gas turbine engines is affected by instabilities, like as rotating stall and/or surge. Rotating Stall is a transient intermediate stage between normal flow and complete flow breakdown leading to engine surge. Rotating Stall is associated with large amplitude nonaxisymmetric flow variations rotating around the compressor annulus. This paper presents the evolutions of stall propagation in a compressor cascade by numerical analysis. The flow phenomena due to stall cells and propagation speed are examined using 2 dimensional Navier - Stokes equations.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.356-365
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• 2001

Heat (mass) transfer characteristics have been investigated on the endwall of a large-scale linear turbine cascade. Its profile is based on the mid-span of the first-stage rotor blade in a industrial gas turbine. By using the naphthalene sublimation technique, local heat (mass) transfer coefficients are measured for two different free-stream turbulence intensities of 1.3% and 4.7%. The results show that local heat (mass) transfer Stanton number is widely varied on the endwall, and its distribution depends strongly on the three-dimensional vortical flows such as horseshoe vortices, passage vortex, and corner vortices. From this experiment, severe heat loads are found on the endwall near the blade suction side as well as near the leading and trailing edges of the blade. In addition, the effect of the free-stream turbulence on the heat (mass) transfer is also discussed in detail.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1998년도 추계학술대회 논문집 학회본부 C
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• pp.1061-1064
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• 1998

To examine the influence of unsteady wake on the flow and heat transfer characteristics, an experiment has been conducted in a four-vane linear cascade. Flow and heat transfer measurements are made for the inlet Reynolds number of 66000(based on chord length and free-stream velocity). Turbulent intensity and stress were measured using hot wire anemometer, and to measure the convective heat transfer coefficients on the blade surfaces liquid crystal/gold film Intrex technique was used. The disturbance by the unsteady wake is characterized by the unresolved unsteadiness. The unsteady wake enhances the turbulent motion of flow in the cascade passage. It also promotes the boundary layer development and transition. The results show that heat transfer coefficients on the suction surface increase with increasing unresolved unsteadiness.