• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.655-663
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• 2013

막냉각에 관한 많은 연구들은 주유동과 이차유로가 평행한 형태로 연구가 이루어졌다. 하지만 실제 터빈 블레이드에서 이차유로의 방향은 일반적으로 주유동의 방향에 수직한 형태이다. 그래서 본 연구에서는 이차유동의 방향이 이중분사 막냉각의 효율에 미치는 영향을 수치해석을 통해 알아보고자 한다. 분사율은 1, 2이고 횡방향 분사각은 $22.5^{\circ}$이다. 분사율이 1일 때 평행 형상에서는 안티키드니 와류가 잘 형성되어 막냉각 효율이 수직 형상의 경우보다 더 높다. 반면에 분사율이 2일 때 수직 형상의 막냉각 효율은 평행 형상보다 향상되었다. 많은 유량의 제트가 서로 반대 방향으로 분사되기 때문에 두 형상 모두 막냉각 효율이 높게 나타난다. 하지만 안티키드니 와류의 영향은 다른 분사율보다 상대적으로 작다.

• 기계저널
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• 제57권11호
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• pp.44-49
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• 2017

항공용 가스터빈엔진 개발은 전문성과 경험을 요하는 많은 요소기술과 시험설비, 그리고 상당한 개발기간과 세부단계별 검증을 필요로 하는 복잡한 프로세스로 구성된다. 고온/고압 및 고속 회전 등 매우 가혹한 조건에서 운용되는 제품 특성 때문에 장납기 및 고가의 내열/고강도 소재 혹은 주단조 개발, 정밀한 제작 치수 및 공정관리, 코팅/브레이징/용접 등 고 난이도의 특수공정관리, 정교한 조립 및 다양한 종류의 엔진 검증 시험 등을 필요로 하며 이러한 이유로 상세설계 이후의 조립/시험 단계에서 설계변경이 발생할 경우 개발일정 및 비용 관점에서 제품개발에 큰 부담을 초래하게 된다. 공력/이차유로/열전달/구조/동특성/시스템 설계 등 개발 단계별 다양한 기법의 시뮬레이션 및 사전 검증시험 등의 중요성이 크게 부각된다. 이 글에서는 한화테크윈(혹은 HTW 로 표기)의 엔진개발 경험에 기반한 단계별 개발 시험의 종류, 필요 시험 설비 및 한화테크윈의 설비 운용 특징에 대해 소개하고자 한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.78-81
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• 2009

연료펌프에 대한 수력성능시험을 상온의 물을 매질로 하여 실시하였다. 시험된 연료펌프는 개방형 가스발생기 방식의 75톤급 액체로켓엔진에 적용할 목적으로 개발 중에 있다. 시험 결과, 연료펌프는 설계요구조건을 만족하였으며, 설계 유량에서의 양정과 효율은 수치해석에서 추정된 값보다 높았다. 또한 후방 베어링의 출구 압력이 예상보다 높았는데 이는 바이패스 배관의 입구가 좁기 때문이었다. 그리고 바이패스 곡관부의 차압 측정으로 누설 유량을 유추할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권11호
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• pp.1542-1551
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• 2002

The present study investigates the convective heat/mass transfer characteristics and pressure drop inside the rib-roughened cooling passage of gas turbine blades. The internal cooling passage is simulated using a square duct with h- and V-shaped rectangular ribs which have a 60。attack angle. A naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat/mass transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The ribs disturb the main flow resulting in the recirculation and secondary flows near the ribbed wail. The secondary flow patterns and the local heat transfer in the duct are changed significantly according to the rib orientation. A square duct with ∧ - and V-shaped ribs have two pairs of secondary flow due to the rib arrangement. Therefore, the average heat/mass transfer coefficients and pressure drop of ∧ - and V-shaped ribs are higher than those of the continuous ribs with 90$^{\circ}$ and 60$^{\circ}$attack angles. The ∧-shaped ribs have higher heat/mass transfer coefficients than the V-shaped ribs, and the uniformity of heat/mass transfer coefficient are increased with the discrete ribs due to the flow leakage and acceleration near the surface.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.280-287
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• 2001

The present study investigates convective heat/mass transfer and flow characteristics inside the rib-roughened cooling passage of the gas turbine blades. A square duct with rectangular ribs is used and $\wedge-$ and V-shape ribs with $60^{\circ}$ attack angle are installed on the test plate surfaces. Naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The ribs disturb the main flow resulting in the recirculation and secondary flows near the ribbed wall and the vortices near the side-wall. The local heat transfer and the secondary flow in the duct are changed largely according to the rib orientation. A square duct with $\wedge$ and V-shape ribs has two pairs of secondary flow because of the rib arrangement. So, the duct has complex heat/mass transfer distribution. The average heat/mass transfer coefficient and pressure drop of $\wedge-$ and V-shape ribs are higher than those with $90^{\circ}$ and $60^{\circ}$ attack angles. The average heat/mass transfer coefficient on the $\wedge-shape$ ribs is higher than that on the V-shape ribs. Also, the uniformity of heat/mass transfer coefficient on discrete ribs is higher than that on continuous rib.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.77-80
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• 2010

산화제펌프에 대한 수력성능시험을 상온의 물을 매질로 하여 실시하였다. 시험 결과, 산화제펌프는 설계 조건을 만족하였으나, 양정과 효율 모두 상사 법칙을 완전히 만족하지는 않았다. 이 중 양정의 불일치는 고회전수 시험에서의 볼류트 손실 증가 때문으로 보인다. 또한 저유량 영역에서 펌프가 작동할 때에는 누설 유량이 증가하는 것으로 추정되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.405-413
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• 2001

The present study investigates convective heat/mass transfer and flow characteristics inside a rotating two-pass rectangular duct. A naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The objective of this study is to determine the effects of turning geometry with rotation for 0.0$\leq$Ro$\leq$0.24. The results reveal that the sharp-turn corner has the larger pressure drop and lower heat transfer in the post-turn region than those of the round-turn corner. The strong secondary flow enhances heat transfer for the round-turn corner. Coriolis force induced by the rotation pushes the high momentum core flow toward the trailing wall in the first passage with radially outward flow and toward the leading wall in the second passage with radially inward flow. Consequently, the high heat transfer rates are generated on the trailing surface and the leading surface in the first and second passage, respectively. However, the strong secondary flow due to the turning dominates the flow pattern in the second passage, thus the heat transfer differences between the leading and trailing surfaces are small with the rotation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.161-169
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• 2017

터빈 블레이드의 내부냉각 설계 강화를 위해 설치된 경사요철과 가이드 베인에 대한 연구를 진행하였다. 채널의 입구로 들어오는 공기와 요철이 만나는 각도를 기준으로, 서로 상반된 두 가지 요철배열을 전연면과 후연면에 평행하게 배치하였다. 채널의 종횡비(AR)는 5:1이고, 요철의 각도는 $60^{\circ}$, 요철의 높이와 요철간 간격 비($e/D_h$)는 0.075이다. 레이놀즈 수는 10,000으로 고정하였다. 요철배열에 따른 2차 유동과 딘 와류의 상호작용이 곡관부와 전체 채널의 열전달 결과와 유동특성에 어떠한 영향을 미치는지 확인할 수 있었다. 결론적으로 첫 번째 유로의 요철배열이 팁 면의 열전달 분포에 지배적인 요인이며, 곡관부에서 유동의 분포에도 영향을 미쳤다. 또한 U자 형상 가이드 베인을 사용하였을 때 모든 요철에서 팁 면의 열전달 값이 상승하였으며, 특히 공기와 요철의 충돌각도가 양의각도일 때 가장 높은 냉각성능계수를 보였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.325-333
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• 2001

The present study investigates convective heat/mass transfer and flow characteristics inside the cooling passage of the gas-turbine blades. It is important to increase not only the heat transfer rates but also the uniformity of heat transfer in the cooling passage. The square duct has compound-angled ribs with $60^{\circ},\;70^{\circ}$ and $90^{\circ}$ attack angles, which are installed on the test plate surfaces. a naphthalene sublimation technique is employed to determine the detailed local heat transfer coefficients using the heat and mass transfer analogy. The ribs disturb the main flow resulting in the recirculation and secondary flows near the ribbed wall and the vertices near the side-wall. The local heat transfer and the secondary flow in the duct are changed largely according to the rib orientation. Therefore, geometry and arrangement of the ribs are important fur the advantageous cooling performance. The angled ribs increase the heat transfer discrepancy between the wall and center regions because of the interaction of the secondary flows. The average heat/mass transfer coefficient and pressure drop of the ribs with the $60^{\circ}$ $-90^{\circ}$ compound-angle are higher than those with the $60^{\circ}$ attack angle. Also, the thermal efficiency of the compound-angled rib is higher than that with the $60^{\circ}$ attack angle. The uniformity of heat/mass transfer coefficient on the cross ribs may is higher than that on the parallel ribs array.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.22-29
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• 2001

The present study investigates the effects of various rib arrangements and rotating on heat/mass transfer in the cooling passage of gas turbine blades. The cooling passage has very complex flow structure, because of the rib turbulator and rotating effect. Experiments and numerical calculation are conducted to investigate the complex flow structures and heat transfer characteristics; the numerical computation is performed using a commercial code, FLUENT ver.5, to calculate the flow structures and the experiments are conducted to measure heat/mass transfer coefficients using a naphthalene sublimation technique. For the rotating duct tests, the test duct, which is the cross section of is $20mm\times40mm$ (the hydraulic diameter, $D_h$, of 26.7 mm, has two-pass with $180^{\circ}$ turning and the rectangular ribs on the wall. The rib angle of attack is $70^{\circ}$ and the maximum radius of rotation is $21.63D_h$. The partition wall has 10 mm thickness, which is 0.5 times to the channel width, and the distance between the tip of the partition wall and the outer wall of the turning region is 26.7 mm $(1D_h)$. The turning effect of duct flow makes the very complex flow structure including Dean type vortex and high turbulence, so that the heat/mass transfer increases in the turning region and at the entrance of the second pass. The Coriolis effect deflects the flow to the trailing surface, resulting in enhancement of the heat/mass transfer on the trailing surface and reduction on the leading surface in the first pass. However, the opposite phenomena are observed in the second pass. The each rib arrangement makes different secondary flow patterns. The complex heat/mass transfer characteristics are observed by the combined effects of the rib arrangements, duct rotation and flow turning.