• 한국추진공학회지
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• 제22권5호
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• pp.1-12
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• 2018

유선곡률해석법은 다단 축류 터빈의 설계과정에서 필수적으로 이용되며, 실제 작동환경에서 발생하는 손실을 설계 단계에서 미리 반영할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 이와 관련한 국내 독자 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 다단 축류 터빈에서의 누설 유동에 따른 성능해석을 위해 유선곡률해석법과 유동 혼합에 따른 손실 예측 모델을 적용하였다. 국내 운전 중인 86 MW급 발전용 가스터빈의 5단 축류터빈에 대해 본 연구에서 제안한 방법을 적용하여 성능해석을 수행하였다. 계산된 결과는 3차원 전산해석 결과와 비교하였으며, 유선곡률해석법이 가지는 장점과 한계에 대해 기술하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권8호
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• pp.1173-1182
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• 1998

A throughflow analysis program for axial flow turbines is constructed, which can handle not only the two-dimensional multi-streamline (streamline curvature) method but also the one-dimensional mean line method. Calculations are performed for single stage and multi-stage axial flowturbines. For a wide operating range, the performance and flow field calculated by the present streamline curvature method are close enough to the test data. It is also revealed for the single stage turbine that the present analysis leads to far better correspondence with the experiment than other researchers" throughflow analyses. A special focus is put on the comparison of the results between the streamline curvature analysis and the mean line analysis. It is found that the mean line analysis can not predict the performance for highly off-designed conditions as accurately as the streamline curvature method, which shows the importance of considering the spanwise variation of loss and flow.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.70-77
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• 1986

본 논문에서는 재순환 영역이 존재하는 축대칭 난류 확산화염 구조예측의 전 단계로서, 이미 발표된 바있는 필자의 실험 데이터를 바탕으로 하여 등온유동에 서의 난류모델을 검토한다. 유선의 곡률이 큰 유동에 2방정식 모델을 적용함은 큰 결점을 보완한 수정-2방정식모델을 채택하여 실험결과와 비교, 검토하여 모델의 타당성을 조사하였다.

• 설비공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.87-96
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• 1989

Flows through impellers of centrifugal compressors are calculated by a streamline curvature method. A method for the exit boundary condition is suggested in the present paper. Flow angles are assumed to be deviated from the blade angle parabolically. The maximum deviation is adjusted for the whole angular momentum to balance with the empirically estimated value by using Stanitz' slip-factor. The present method is verified to reasonably simulate flows through the impeller, when the 3-dimensionality of the flow is not strong. It is also shown that the method can be applied for the design of the splitter in the impeller.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2001년도 제16회 학술발표회 논문초록집
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• pp.59-62
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• 2001

본 연구에서 터빈 설계기술이 개발되었다. 설계를 위하며 우선적으로 기본형상에 대한 설계가 이루어졌으며 유선곡률법에 의하여 터빈 내부유로에서의 공기 물성치를 계산하였다. 계산된 여러 유로에서의 유동각들을 고려하여 익형의 형상을 설계하기 위한 설계변수들이 설정되었다. 설정된 형상변수로부터 정익은 C4 형상을 사용하여 설계되었으며 동익은 설계변수에 의하여 설계되었다. 여러 입력과 RPM에 따라서 출력이 얻어졌으며 실험의 결과는 입사각이 줄어드는 것에 비례하여 출력이 감소하는 현상은 보여주었다

• 한국추진공학회지
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• 제5권2호
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• pp.24-31
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• 2001

본 연구에서 축류형 터빈의 설계기술이 개발되었다. 설계를 위하여 우선적으로 기본형상에 대한 설계가 이루어졌으며 유선곡률법에 의하여 터빈 내부유로에서의 공기 물성치를 계산하였다. 계산된 여러 유로에서의 유동각들을 고려하여 익형의 형상을 설계하기 위한 설계변수들이 설정되었다. 설정된 형상변수로부터 정익은 C4 형상을 사용하여 설계되었으며 동익은 설계변수에 의하여 설계되었다. 정익은 일체형으로 제작되었으며 동익은 입사각의 변경에 따른 실험을 수행하기 위하여 분리형으로 제작하였다. 터빈입구에서의 공기력과 RPM에 따라서 터빈에서의 출력이 얻어졌으며 실험의 결과는 제작된 터빈이 반동터빈임에도 불구하고 입사각이 줄어드는 것에 비례하여 출력이 감소하는 현상을 보여주었으며 설계값에서 입사각이 7.5도 감소함에 따라 5%의 효율 감소가 발생되었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.7-13
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• 2004

In an attempt to solve multiobjective optimization problems, weighted sum method is most widely used for the advantage that a designer can consider the relative significance of each object functions by weight values but it can be highly sensitive to weight vector and occasionally yield a deviated optimum from the relative weighting values designer designated because the multiobjective function has the form of simple sum of the product of the weighting values and the object functions in traditional approach. To search the design solution agree well to the designer's weighting values, we proposed new multiobjective function which was the functional of each normalized objective functions and considered to find the design solution comparing the distance between the characteristic line and the ideal optimum. In this study, proposed multiobjective function was applied to design high efficiency and low noise axial flow fan and the result shows this approach is effective for the case that the quality of the design can be highly affected by the designer's subjectiveness represented as weighting values in multiobjective design optimization process.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권11호
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• pp.1591-1602
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• 1998

Simple spanwise distribution models of deviation angle and pressure loss coefficient due to the tip leakage flow are formulated for use in association with the streamline curvature method as a flow analysis. Combining these new models with the previous deviation and loss models due to secondary flow, a robust streamline curvature method is established for flow analysis of single-stage, subsonic axial turbines with wide ranges of turning angle, aspect ratio and blading type. At the exit from rotor rows, the flow variables are mixed radially according to a spanwise transport equation. The proposed streamline curvature method is tested against a forced vortex type turbine as well as a free vortex type one. The results show that the spanwise variations of flow angle, axial velocity and loss coefficients at rotor exit are predicted with good accuracy, being comparable to a steady three-dimensional Navier-Stokes analysis. This simple and fast flow analysis is found to be very useful for the turbine design at the initial design phase.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.397-403
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• 2003

In an attempt to solve multiobjective optimization problems, weighted sum method is most widely used for the advantage that a designer can consider the relative significance of each object functions by weight values but it can be highly sensitive to weight vector and occasionally yield a deviated optimum from the relative weighting values designer designated because the multiobjective function has the form of simple sum of the product of the weighting values and the object functions in traditional approach. To search the design solution well agree to the designer's weighting values, we proposed new multiobjective function which is the functional of each normalized objective functions and considered to find the design solution comparing the distance between the characteristic line and the ideal optimum. In this study, proposed multiobjective function was applied to design high efficiency and low noise axial flow fan and the result shows this approach will be effective for the case that the qualify of the design can be highly affected by the designer's subjectiveness represented as weighting values in multiobjective design optimization process.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1158-1174
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• 1988

본 연구에서는 계단형 벽면조건을 없게 하기 위해서 비직교 좌표계(non-orth- ogonal coordinate system)를 사용하여 수치해석하였다. 비직교 좌표계를 이용한 수 치해석의 예는 Thompson등이 Laplace방정식 혹은 Poisson방정식을 해석함으로써 비직 교 격자망을 구성한 바 있고, Fahgri와 Asako는 대수적 비직교 좌표변환으로 유한차분 방정식을 유도하여 비정규경계면을 갖는 관로에서의 유동특성을 해석하였으며 이재헌 과 이상렬은 Fahgri와 Asako의 방법을 비정규경계면을 갖는 밀폐공간내에서의 자연대 류의 수치해석에 적용한 바 있다. 본 해석에서도 Fahgri와 Asako의 변환법으로 유한 차분방정식을 유도하였는데, 이 방법을 사용할 경우 확대관의 경사벽면을 계단형으로 만들지 않고 유한차분방정식을 유도할 수 있어서 계단형 벽면으로 인한 해의 오차를 제거할 수 있다. Fig.2는 본 해석에서 사용한 비직교 격자망을 나타낸다.