• 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.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.83-94
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• 2003

Preliminary aerodynamic design of a compressor is carried out to meet the design requirements which are pressure ratio of 13, air mass flow rate of 4 ㎏/s and rotational speed of 45,000 rpm. The compressor type is chosen as an axial-centrifugal compressor from the design requirements which is suitable for a medium power class turboprop or turboshaft engine. Its overall isentropic efficiency is estimated to be 0.796 and its surge margin to be 20% exceeding the design requirement. This paper summarizes the aerodynamic design details including the design procedures and the results of the axial -centrifugal compressor.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.200-210
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• 2000

본 연구에서는 고속의 원심압축기에서 스톨 발단에 관한 연구를 수행하였다. 스톨을 일으키는 요인과, 스톨이 발생하기 전에 이를 미리 경고할 수 있는 방법을 주된 연구 주제로 삼았다. 원주방향으로 균일하게 분포된 8개의 고속응답 압력변환기를 사용하여 순간압력을 측정하였으며, 이 신호를 공간 푸리에 변환(space Fourier transform)을 사용하여 스톨의 발단을 알리는 신호를 측정하였고, 회전하는 파의 에너지(Traveling Wave Energy) 방법을 사용하여 스톨을 미리 경고하는 방법에 대하여 연구하였다. 회전하는 파의 에너지 방법은 스톨을 경고하는 데 좋은 성능을 보였으며, 저속에서는 약 임펠러 100회전, 중간속도에서는 약 200회전, 그리고 고속에서는 약 임펠러 1000회전의 경고시간을 보였다. 그리고 스톨 발단 근처에서 공간 푸리에 계수의 위상이 임펠러 주파수의 속도로 선형적인 증가를 보이는 구간이 나타났으며, 또한 임펠러 주파수의 스펙트럼이 스톨로 접근하면서 증가하는 것으로부터, 임펠러 주파수가 스톨을 일으키는 중요한 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 또한 임펠러의 회전속도에 관계없이 스톨로 접근하면서 임펠러 주파수의 스펙트럼이 증가하므로, 이 값이 스톨을 경고하는 방법으로 사용될 수 있음을 보였으며, 약 임펠러 2n회전의 경고시간을 얻을 수 있었고, 임펠러의 속도가 빠를수록 긴 경고시간을 얻었다. 이 방법의 개발로 하나의 센서의 측정만으로도 효과적으로 스톨을 경고할 수 있는 기반을 마련하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.424-432
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• 2011

원심압축기 임펠러의 최적화연구를 수행하기 위하여 임펠러의 형상변수와 설계변수에 관한 연구를 수행하였다. 최적화된 결과로부터 성능향상이 달성되었는지를 평가하기 위하여 기존에 실험되어진 임펠러를 선택하였으며, 이 임펠러에서 최적화를 위한 설계변수를 선정하였다. 임펠러 유로에서 허브와 쉬라우드에서의 형상은 베지어곡선으로 재설계되었다. 또한 임펠러 허브와 팁에서의 블레이드 캠버선도 베지어곡선으로 표현하였다. 각각의 형상곡선은 6-8개의 조정점으로 충분히 일치하는 곡선을 얻게 되었으며, 이 중 형상의 변화에 큰 영향을 미치는 조정점을 선택하여 8개의 설계변수로 최적화가 가능함을 보여주었다. 따라서 기존에 사용되고 있는 원심압축기 임펠러의 점 데이터를 활용하여 최적화 형상을 위한 연구가 진행될 수 있음을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.64-73
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• 1998

항공기용 엔진에는 압축기단들 사이에 스트럿을 포함하는 S자형 환형덕트가 존재하기도 한다. 이러한 엔진에서 S자형 덕트를 통과하는 유동은 볼록면과 오목면을 따라 가면서 가속과 감속이 이루어지고, 벽면에서의 경계층 성장으로 인해 유로폐쇄량이 증가한다. 이처럼 S자형 덕트의 영향으로 후방에 존재하는 압축기는 불균일한 축방향 속도분포에 따른 영향을 받게 된다. 따라서, 후방 압축기는 전방에 위치한 S자형 덕트의 영향을 충분히 고려하여 설계하여야 한다. S자형 덕트가 미치는 영향을 고려하여 설계된 원심압축기의 성능을 검증하고, S자형 덕트가 원심압축기 성능에 미치는 영향을 파악해보기 위해 압축기 입구에 S자형 환형덕트를 장착한 경우와 원통형 덕트를 장착한 경우에 대해 각각 성능시험을 수행하였다. 시험결과를 통해 입구에 S자형 덕트가 있는 경우에는 없는 경우보다 압축비 및 효율 등 압축기 성능이 저하되고, 쵸킹유량이 감소함을 알 수 있었다. 이러한 성능저하의 원인을 분석하기 위해 S자형 덕트를 포함하는 임펠러의 유동해석을 수행하였으며, 그 결과 성능저하의 원인은, S자형 덕트와 임펠러의 상호작용으로 설계시 예측했던 것보다 인듀서팁에서 상대마하수가 증가하였고, 영각이 감소하였기 때문임을 확인할 수 있었다.

• 설비공학논문집
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• 제10권4호
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• pp.483-494
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• 1998

This study describes the characteristics on impeller discharge flow of a centrifugal compressor with vaneless diffuser. Distorted flow at impeller exit was investigated by measuring of unsteady velocity fluctuation using hot-wire anemometer. As a result, a wake region appears near shroud side and moves to suction side and also to hub side as flow rate decreases. Jet, wake, and their boundary region which can be defined in jet-wake flow model are clearly observed at a high flow rate for the flow coefficient of 0.64, however, as flow rate decreases to the flow coefficient of 0.19, the classification of their regions disappears. Turbulence intensity also increases as flow rate decreases. Measurement error from uncertainty analysis is estimated about 4% at the flow coefficient of 0.19

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.46-53
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• 2002

This paper reports an experimental investigation on a centrifugal compressor with the adjustable inlet guide vane. The compression system is composed of a radial impeller, a vaneless diffuser, and an IGV. The results have shown that surge line on the performance map is affected by the amount of prewhirl and the prewhirl has an effect on transient region between rotating stall and surge. The surge lines have been shifted toward the lower flow region with the increased positive prewhirl and the higher flow region with the increased negative prewhirl. During the unsteady performance test, it was also found that the transient region was reduced with the increased negative prewhirl, and weak signals of rotating stall were detected just before surge as the positive prewhirl was increased.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권4호
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• pp.56-61
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• 2015

It is important requirement to properly evaluate the aerodynamic performance and characteristics during preliminary design of a centrifugal compressor. In this study the centrifugal compressor was calculated for variations of mass flow and blade Mach number by means of single passage steady state. A lot of quantitative performance values were obtained and through the obtained values the aerodynamic performance characteristics of designed impeller and vaned diffuser were investigated. The results were classified by blade Mach number to analyze characteristics and the aerodynamic performance was examined at choke of impeller, diffuser and separation of diffuser.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.23-31
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• 2004

An experimental study on the performance and instability development characteristics of a centrifugal compressor equipped with an adjustable inlet guide vane has been performed with varying guide vane angles. The test was conducted at the design speed of 20,800 rpm for 6 guide vane angles : $-30^{\circ},\;-20^{\circ},\;10^{\circ},\;0^{\circ},\;10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$. Unsteady pressures were measured using high-frequency pressure transducers at the inducer to investigate the instability phenomena such as rotating stall and surge inside the compressor. From the unsteady measurements, it is found that the transient process from rotating stall to surge was mainly affected by inlet guide vane angles. The results of the present study can be applied to the instability control of the centrifugal compressors using a adjustable inlet guide vane.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권6호
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• pp.804-812
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• 1997

The present study has tested most of loss models previously published in the open literature and found an optimum set of empirical loss models for a reliable performance prediction of centrifugal compressors. In order to improve the prediction of efficiency curves, this paper recommends a modified parasitic loss model. Predicted performance curves by the proposed optimum set agree fairly well with experimental data for a variety of centrifugal compressors. The prediction method developed through this study can serve as a tool for preliminary design and assist the understanding of the operational characteristics of general purpose centrifugal compressors.