• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.11a
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• pp.19-19
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• 2000

가스 터빈 엔진의 주요 구성품의 하나인 압축기는 입구 유동 조건의 변화에 따른 성능 변화가 민감하므로 엔진 성능 예측 시 압축기 성능은 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 압축기 내의 유동은 본질적으로 비정상 유동이며 역압력 구배에서 작동하는 점에서 해석이 어려운 것으로 알려져 있지만 최근 컴퓨터의 비약적인 발전에 힘입어 전산유체역학(CFD)을 이용한 압축기 익렬 유동해석에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 이러한 연구는 설계 점 주위의 조건, 즉 압축기 익렬에 대한 입사각이 그다지 크지 않은 경우에 대한 것이 거의 대부분이다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.29-29
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• 2000

가스터빈 엔진의 성능을 제대로 예측하기 위해서는 먼저 주요 구성품인 압축기, 터빈 등의 성능 자료가 충분히 알려져 있어야 한다. 특히 압축기는 조건의 변화에 따라 성능변화가 크므로 엔진 성능예측시 압축기 성능특성은 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 압축기의 경우, 유동의 특성상 역압력 구배로 인한 유동의 박리가 발생하는 등 유동현상이 매우 복잡해진다. 이와 같은 2차원 압축기 익력 성능예측을 위하여 압축성, 비압축성 수치해석기법 및 난류 모델을 DCA(doble circular arc) 아음속 압축기 익렬에 적용하여 실험 결과와 비교 검토하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.6 no.3
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• pp.29-36
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• 2002

A numerical analysis based on two-dimensional and three-dimensional incompressible Wavier-Stokes equations has been carried out for double-circular-arc compressor cascades and the results are compared with available experimental data at various incidence angles. The 2-D and 3-D computational codes based on SIMPLE algorithm adopt pressure weighted interpolation method for non-staggered grid and hybrid scheme for the convective terms. Turbulence modeling is very important for prediction of cascade flows, which are extremely complex with separation and reattachment by adverse pressure gradient. Considering computation times, $\kappa$-$\varepsilon$ turbulence model with wall function is used.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.10-10
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2001.04a
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• pp.82-83
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• 2001

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1997.10a
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• pp.99-104
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• 1997

기존의 천연가스 가스터빈 시스템을 IGCC 발전소에 적용함에 있어 야기되는 탈설계점효과를 고려할 수 있는 압축기 성능곡선의 예측방법을 제안하였다. 압축기 성능해석방법으로는 익렬요소방법에 전압력손실, 유동편차각 모델들을 결합하여 사용하였으며, 본 방법에 의한 예측결과와 실제 압축기 성능실험결과를 비교하였다. 예측결과가 다양한 압축기 운전조건에 대해 시험결과와 비교적 잘 일치하였으며, 이를 통해 본 예측방법이 IGCC 공정설계 및 성능평가시 가스터빈 탈설계점 효과를 분석할 수 있는 기본 모듈로 사용될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.35-40
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• 2002

A numerical analysis based on two-dimensional and three-dimensional incompressible Navier-Stokes equations has been carried out for double-circular-arc compressor cascades and the results are compared with available experimental data at various incidence angles. The 2-D and 3-D computational codes based on SIMPLE algorithm adopt pressure weighted interpolation method for non-staggered grid and hybrid scheme for the convertive terms. Turbulence modeling is very important for prediction of cascade flows, which are extremely complex with separation and reattachment by adverse pressure gradient. In this paper k-$\varepsilon$ turbulence model with wall function is used to increase efficiency of computation times.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.24 no.5
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• pp.615-622
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• 2000

Numerical simulation is performed with Denton's code to get pressure loss coefficients in wide range of reverse flow incidence(from -90 degree to +85 degree) for an axial compressor cascade. As a results, it is found that the pressure loss coefficient is increased with incidence and there exist critical incidence which corresponds to the maximum pressure loss coefficient. Pressure loss coefficient with bigger incidence than its critical value is decreased. The effect of increasing incidence in a cascade extremely reduce the mass flow rate by the large flow separation region. Consequently this effect reduce the portion of dynamic pressure in the total pressure loss and beyond the critical incidence the pressure loss coefficient decrease.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.8 s.227
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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.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.4
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• pp.59-69
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• 2000

A numerical analysis based on two-dimensional, incompressible and compressible Navier-Stokes equations was carried out for double circular arc compressor cascade and the results are compared with available experimental data. The incompressible code based on SIMPLE algorithm adopts pressure weighted method and hybrid scheme for the convective terms. The compressible code with preconditioning method involves a upwind-biased scheme for the convective terms and LU-SGS scheme for temporal integration. Several turbulence models are evaluated by computing the turbulent viscous flows; Baldwin-Lomax, standard $\kappa$ -$\varepsilon$, $\kappa$ -$\varepsilon$ Lam. Bremhorst, standard $\kappa$-$\omega$, $\kappa$ -$\omega$ SST model.