• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.48-55
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• 2008

CFD 기반으로 개발한 가스터빈 엔진 모사 프로그램을 바탕으로 간단한 엔진 모델의 성능을 모사해보았다. 2D NS 코드를 사용하여 압축기와 터빈을 모사하고, lumped method 화학 평형 코드를 사용하여 연소기를 모사하였다. 압축기, 터빈에서의 동익, 정익간의 상호 비정상 유동 현상은 mixing-plane 기법으로 정상 상태 해석을 수행하였다. 이러한 방법으로 정상 작동 상태에서의 터빈 익렬의 피치 간격이 엔진에 미치는 영향을 살펴보았다. 연구 결과, 터빈의 피치 간격이 좁아질수록 압축기는 더 높은 압력에서 작동하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.705-710
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• 2012

본 연구에서는, 차량용 에어컨 시스템으로 구성된 벤치 장비에서의 실험을 통하여 에어컨 관련 북미 실차 연비 평가 모드 중의 하나인 SC03 모드 연비 평가의 벤치 모사 시험 가능성을 검증하였다.본 연구에 사용된 설비는 차량용 에어컨 시스템을 실차 조건처럼 구성할 수 있는 각각의 챔버로 구분되어져 있으며, 외부 환경을 재연할 수 있도록 온도와 습도, 풍속을 제어할 수 있도록 구성하였다. 지금까지 실차 환경 풍동에서 평가 되어지던 SC03 모드 연비 평가에 대하여 시스템 벤치에서 모사가 가능하도록 실차에서 가장 중요한 변수인 차속과 차량 전면 풍속에 대응하는 압축기 회전수와 응축기 전면풍속에 대한 신뢰성을 확보하였다.이를 바탕으로 다양한 토출 용량을 가지는 압축기를 가지고 에어컨 시스템 벤치 장비에서 SC03 연비 모사 실험을 수행하여, 압축기 토출량의 차이에 따른 연비의 차이가 특징 지어지는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.6-6
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• 1998

중형항공기용 터보팬 엔진의 정상상태 및 천이상태 성능을 해석하고 제어기 설계를 위한 선형모델을 구하였다. 정상상태 성능해석은 설계점으로 선정한 지상정지조건과 최대상승조건(Mach=0.78, 고도=36000ft) 및 순항조건(Mach=0.78, 고도=39000ft)을 고려하였으며, 저압압축기의 공회전 상태에서 최대 회전속도까지의 부분부하성능해석을 수행하였다. 부분부하 성능해석 결과 90% RPM 조건에서 가장 연료소모율이 적어 경제적임을 알 수 있다. 동적 성능모사는 각각의 대기조건에서 연료가 Step 증가, Ramp 증가 및 감소, Step 증가 후 Ramp 감소하는 경우에 대해 수행하였다. 모사결과 고려된 모든 조건에서 연료의 Step 증가시 고압압축기의 터빈입구온도가 제한온도를 초과하여, 보다 빠른 가속과 최적의 성능을 위해서는 적절한 제어가 필요함을 알 수 있었다. 또한 최대상승조건에서 연료를 Step 증가시킬 경우 고압압축기에서 실속이 발생하여 이에 대한 대책도 필요함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.297-304
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• 2016

통상 제어기 설계용으로 개발되는 차량용 수퍼 차져의 동적 거동 모델은 경험식에 의존한 압축기 맵을 활용하고 있어, 실제 서지 현상의 발생에 따른 시스템의 영향과 거동특성을 모사하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 수퍼 차져의 운전 동특성을 모사할 수 있는 해석기반 압축기 모델을 개발하고 운전 변동성에 따른 압축기의 운전 추이를 모사하고자 한다. 모델 개발은 SIMULINK$^{(R)}$ 환경에서 진행하고, 기준 동특성 모델은 Greitzer의 압축기 모델을 적용하였다. 해석 결과는 실험 결과와 비교 검증을 통해 모델의 타당성을 확인하였으며 운전 특성 변화에 따른 압축기 성능 및 서지 발생 가능성에 대해 확인 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.42-53
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• 2009

가스터빈 엔진을 모사하기 위한 프로그램을 2차원 CFD 코드를 기반으로 개발 하였다. 압축기와 터빈은 k-$\omega$ SST 난류 모델의 2차원 NS(Navier Stokes) 코드를 이용하였고, 연소기는 lumped method 화학 평형 코드를 바탕으로 완전 혼합 상태에서 연소효율 100%로 가정된 케로신 공기 반응의 생성물 중 대표적인 10종류를 몰분율을 계산, 당량비에 따른 연소기 온도를 예측하였다. 압축기, 터빈에서 로터의 회전에 의한 비정상 유동 현상은 mixing-plane 기법을 이용한 경계면 처리로 그 효과를 나타내었고, 압축기는 연소기로 온도 압력을 주고, 연소기는 터빈으로 온도와 질유량을 전달하나 압력의 변화가 없는 것으로 가정하였다. 이를 바탕으로 아음속 조건에서의 압축기 입구 조건과 터빈 출구 조건, 회전수, 연소기의 당량비를 주는 것만으로 엔진의 성능이 계산 될 수 있는 통합 코드를 구성하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.37-37
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• 1998

중형항공기용 터보펜 엔진의 성능모사와 LQR 제어기 설계에 대한 연구를 수행하였다. 동적 성능모사를 설계점으로 선정한 지상최대이륙조건과 탈설계점으로 선정한 최대상승조건과 순항조건에 대하여 Step 증가, Ramp 증가, Ramp 감소, Step증가 후 Ramp 감소의 4가지 연료공급에 조건에 대하여 수행되었다. 성능모사 결과 모든 비행조건에서 연료를 Step 증가시킬 경우 고압터보빈의 입구온도가 제한온도인 3105$^{\circ}$R을 초과함을 확인하였고, 최대 상승조건에서 연료를 Step 증가시킬 경우가 4.5초 이내에 Ramp 증가시킬 경우 고압압축기에 서지가 발생함을 확인하였다. 따라서 고압터어빈의 오버슈트와 고압압축기의 서지를 동시에 제어할 수 있는 다변수 제어기의 설계가 필요함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권5호
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• pp.100-109
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• 2003

$SIMULINK^R$를 이용하여 Pt6A-62 터보프롭엔진의 성능모사모델이 정상상태 및 천이성능 예측을 위해 제안되었다. $SIMULINK^R$모델은 GUI 방식으로 사용자 편의와 컴퓨터프로그램의 수정이 용이하다는 장점을 가지고 있다. $SIMULINK^R$모델은 유동경로에 따른 구성품들 즉, 대기조건, 압축기, 연소기, 압축기 터빈, 동력터빈, 배기노즐, 적분기 서브시스템들로 구성하였다. 이러한 서브시스템외에 보다 정확한 기체상수값을 계산하기위한 Gasprop 서브시스템블록, 2-D look-up 테이블로부터 스케일링에 의해 적합한 작동 점을 탐색하기 위한 탐색 서브시스템블록이 있다. 정상상태 해석 타당성 확인 경우, 제안된 $SIMULINK^R$에 의한 해석결과는 사용프로그램인 GASTURB와 해석결과에 잘 일치하였다. 또한 천이모델의 타당성 확인 경우에 있어서는, 제안된모델에의한 동적성능모사 결과가 기 성능이 입증된 FORTRAN프로그램을 이용한 해석결과와 합리적으로 일치함이 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.28-28
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• 2002

가스터빈 엔진을 운용하는 데 있어서 가/감속율을 크게 하면 엔진성능 천이 시간은 짧으나 압축기에서의 서지나 터빈 입구온도의 급격한 상승이 발생할 수 있으며 가/감속율을 작게 하면 엔진은 안정적이나 천이시간이 길어지게 되어 결과적으로 엔진의 동적 응답성이 나빠지게 된다. 또한 압축기에서 발생할 수 있는 서지를 방지하기 위하여 압축기 서지 마진이 l0%∼20%인 서지 한계선(조정선)을 설정하여 엔진이 서지 한계선을 넘지 않도록 제어한다.

• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.37-46
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• 2006

항공기 운항 시 나타날 수 있는 외부환경 조건은 상당히 가혹하다. 특히 차가운 대기조 건에서 항공기 운항 시에는 미세한 얼음 알갱이들에 의해 항공기의 성능에 큰 영향을 줄 수 있다. 기체의 날개 앞전에 얼음이 부착되면 날개의 형상을 변화시켜 비행특성을 저하시 키며, 엔진의 흡입구 앞전에 부착하게 되면 압축기 블레이드의 손상뿐 아니라 성능 및 항 공기의 안전에도 영향을 미치게 된다. 얼음 알갱이들로 인한 여러 가지 상황 중 엔진 입구 로 유입되거나 엔진 압축기 블레이드에 생성되는 얼음 알갱이들로 인한 엔진 성능 변화 추이를 분석하기 위하여 결빙모사장치의 제작을 수행하였다. 결빙모사장치는 FAA에서 정 의한 결빙조건을 만족할 수 있도록 제작하였으며, 결빙모사장치와 기존 액체공기시스템을 이용하여 결빙이 생성됨을 시험을 통하여 확인하였다.

• 청정기술
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• 제22권4호
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• pp.225-231
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• 2016

본 연구에서는 2중 효용 증발관을 이용하여 21.0 wt%의 NaCl 수용액에서 고형물의 NaCl을 $1,524.58kg\;h^{-1}$만큼 석출시키는 공정에 대해서 증기 재압축을 활용하여 스팀 소모량을 $3,139kg\;h^{-1}$에서 $496kg\;h^{-1}$로 줄이는 공정에 대한 전산모사 및 최적화 작업을 수행하였다. 디에틸렌 글리콜(diethylene glycol)을 포함한 NaCl 수용액을 농축시키기 위한 증발농축 공정의 전산모사를 위해서는 AspenTech사의 Aspen Plus V8.8을 활용하였으며, 중간에 냉각기를 가지는 증기 재압축 공정의 전산모사를 위해서는 Schneider Electric사의 PRO/II with PROVISION V9.4를 이용하였다. 증기 재압축 공정에 대해서는 1기의 압축기를 사용한 공정과 중간에 냉각기를 가지는 2단 압축 공정을 상호 비교하였다.