• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.596-604
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• 2011

원심 압축기의 원판 마찰 손실은 동력 손실의 한 종류로써, 원심 압축기의 전체 효율 향상을 위해 원판 마찰 손실을 줄여야 한다. 본 연구에서는 원심 압축기의 임펠러 디스크 면과 케이싱 사이의 축 간격 및 표면 조도 변화에 따른 원판 마찰 손실을 분석하였고, 원판마찰손실 저감을 위한 새로운 이론식을 제안하고자 한다. 원심 압축기 임펠러의 정상상태 해석을 위해서 상용 전산해석 코드인 FLUENT의 회전 좌표계와 2-equation k-${\omega}$ SST 모델을 사용하였다. CFD 해석 결과, 원심압축기 임펠러의 원판 마찰 손실은 축 간격의 변화보다는 표면조도의 변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 원심압축기 임펠러의 원판 마찰 손실을 최소화하기 위해서 축 간격은 이론적인 경계층 두께와 동일하도록 설정하고 표면조도는 최소화해야 한다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.18-24
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• 2005

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 30-50%까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로 터빈용 원심 압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.85.1-85.1
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• 2005

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.531-538
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• 2013

원심압축기에서 볼류트는 임펠러와 디퓨저를 통해 나온 유동을 모아주는 역할을 한다. 압축기의 운전점에 따라 볼류트 내부 발생하는 와류의 세기나 패턴이 달라진다. 압축기 설부에서는 압축기의 운전점에 따라 재유입 유동의 특성이 변화하고, 이러한 특성은 압축기의 성능 및 탈설계점에서의 특성을 이해하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 PIV를 이용하여 압축기의 운전점에 따라 볼류트 내부에 발생하는 스크롤 와류를 측정하였으며, 압축기 설부 근처에서 유동장을 측정한 결과 유량계수가 감소할수록, 설부 측에 발생하는 박리영역이 줄어들고 압축기로 재유입되는 유동이 커지는 것을 알 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.237-242
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• 2005

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 $30-50\%$까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로터빈용 원심압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권4호
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• pp.56-62
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• 2008

가스터빈에 적용되는 천음속 원심압축기에 대한 공력설계 및 수치해석을 수행하였다. 평균유선법과 준삼차원 해석을 기반으로 공력설계를 수행하고, 레이놀즈 평균 나비어-스톡스 해석을 통해 압축기 내부 유동장을 해석하였다. 천음속 압축기에서 정압계수, 스월 파라미터 및 블레이드 공력하중 등 주요 공력파라미터들에 대한 분석과 임펠러와 디퓨저 내부 유동장에 대한 고찰이 이루어졌다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.293-299
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• 2015

여러 산업분야에서 다양한 원심압축기가 사용되고 있다. 따라서 사용자의 요구에 맞는 원심압축기의 설계가 복잡해졌고, 최적화된 설계점을 찾는 것은 더욱 어려워졌다. 전통적으로 효율은 최적화의 중요한 요소이다. 본 연구에서는 효율 외에도 압축기의 무게를 고려하여 설계하였다. 본 연구의 목적은 압축기의 효율과 무게를 고려할 때에 그 고려하는 가중치의 변화에 따라 설계의 경향성이 나타남을 확인하는 것에 있다. 또한, 이를 바탕으로 초기 설계 단계에서 객관적인 설계점을 선택할 수 있음을 보여주는데 있다. 본 연구에서는 베인이 없는 디퓨저를 한정하여 연구하였다. 최적화를 위해서 크리깅을 사용하였고, 1차원 설계 프로그램의 표본을 적절히 이용하였다. 설계공간을 적절히 가정하였고, 설계공간 내에서 최적설계점을 계산하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.535-542
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• 2016

본 연구에서는 차량용 슈퍼차져의 원심압축기 출구 공기 유량을 제어하기 위한 모델 기반 적응 제어기를 설계하였다. 원심압축기 모델은 운전 동특성을 확인할 수 있는 해석적 기반으로 개발하였으며, 개발된 모델은 실험과의 검증을 통해 타당성을 확인하였다. 모델 기반 적응제어는 압축기 모델과 적응 제어기로 구성되었다. 피드백 제어는 시스템 파라미터의 변화에 견실 제어가 가능하지 않지만, 적용된 적응 제어는 시스템 파라미터의 변화에 견실 제어가 가능하다. 결론적으로, 모델 기반 제어는 제어 요구 유량에 제어가 이루어지며, 또한 시스템 파라미터가 변화해도 피드백 제어에 비해 견실한 제어가 이루어지는 것을 확인할 수 있다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 1999년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.147-160
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• 1999

The importance of CFD work in the process of turbomachinery development has been continuously growing. It is therefore necessary to have some bench marks for validation purposes when any CFD codes are to be developed. In the present study, some public information on centrifugal compressor test results is collected to render useful data for the developers.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.341-344
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• 2009

본 연구에서는 허브 대 팁의 비가 큰 원심형 압축기의 성능시험을 수행하였으며, 이를 수치해석 결과와 비교하였다. 압력비의 경우 작동 회전수에서 성능시험과 수치해석의 결과의 경향이 일치하는 것을 확인하였다. 성능시험에서 임펠러의 성능은 매우 높게 나타났으나, 1단 및 2단 디퓨져에서 손실이 발생하여 전체적인 압력비 및 효율이 떨어지는 것을 확인하였다. 수치해석을 통해 내부 유동장을 확인한 결과 1단 디퓨져 및 2단 디스월러에서 격렬한 2차 유동으로 인한 유로차폐효과가 주 손실원인임을 확인하였다.