• 한국항공우주학회지
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• 제44권6호
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• pp.512-519
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• 2016

FA-50 항공기 보조동력장치는 추력을 제외한 항공기의 동력을 생성하는 장치로 항공기 감항성 유지를 위해 매우 중요한 요소이다. 또한, 보조동력장치의 입구안내익은 로드압축기로 유입되는 공기 유량을 조절하여 적절한 공기량이 보조동력장치 내부로 공급되도록 유도하는 장치이다. 본 논문에서는 FA-50 항공기 보조동력장치 입구안내익 구동기어에서 발생한 문제점을 바탕으로, 발생원인, 고장탐구결과, 설계개선 내용을 기술하였으며, 개선된 연구에 대해 비행시험검증 결과를 함께 소개한다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.52-61
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• 2015

본 연구에서는 가변 입구 안내익과 블리드 공기 스케줄에 따른 터보팬 엔진에서의 천이 성능특성을 수치적으로 분석하였다. 대상 엔진으로 저 바이패스비 혼합 흐름 터보팬 엔진을 선정하였다. 압축기 가변 입구 안내익에 따른 성능 변화를 고려하기 위해 평균 반경 해석법을 이용하여 압축기 성능성도를 도출하고 엔진 해석 프로그램에 입력하였다. 정상상태 조건에서 축류 압축기 서지마진 10%를 만족하도록 회전속도에 따른 가변 입구 안내익과 블리드 공기 스케줄을 각각 도출하였다. 도출된 스케줄을 이용하여 엔진 천이 성능해석을 수행하였다. 엔진 천이 성능해석 수행 결과 가변 입구 안내익을 사용하는 경우가 블리드 공기를 사용하는 경우보다 천이과정에서 높은 서지마진과 낮은 터빈 입구 온도를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.1-8
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• 2012

본 연구에서는 가변 입구 안내익이 있는 다단 축류압축기의 성능예측을 위하여 3차원 전산해석, 전산해석 결과를 이용한 단 축적법, 그리고 스케일 된 단 축적법의 3가지 해석 기법을 적용하였다. 이 방법들을 적용하여 구한 압축기 탈설계점 성능특성은 성능시험 결과와 비교하여 분석하였으며, 가변 입구 안내익 적용시의 성능해석을 수행하여 가변 효과를 살펴보았다. 성능해석은 상용 전산 유동해석 프로그램인 FLUENT $6.3^{TM}$ 과 NASA의 압축기 해석 코드를 이용하여 해석을 수행하였다.

• 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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• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.23-32
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• 2012

본 연구에서는 가변 안내익과 가변 정익을 가진 압축기가 적용된 소형 터보팬엔진의 통합성능해석법에 대한 연구를 수행하였다. 통합해석을 위해 Isight를 이용하여 엔진성능해석프로그램(NPSS)과 압축기탈 설계점 성능프로그램(STGSTK)을 연계하여 해석할 수 있는 절차 및 연계프로그램을 구축하였다. 각각의 해석프로그램은 실험데이터와 비교하여 타당성을 검증하였다. 이러한 통합 해석법을 적용한 결과 탈설계점에서 요구되는 서지마진을 가지는 가변시스템의 작동 조건을 예측할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.237-242
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• 2014

항공기용 터보팬 엔진의 성능이 이륙과 같이 급격하게 변하는 상황일 때 압축기에서 서지현상이 발생할 수 있는데, 본 논문에서는 이를 방지하는 것을 목적으로 한다. 제안된 시스템은 연료유량을 개루프 명령으로 생성하고, 가변 안내익을 폐루프로 설계하여 터보팬 엔진에 대한 제어시스템을 고전적인 PID제어기와 퍼지 추론 기법을 적용하여 설계하였다. 시뮬레이션은 SIMULINK를 이용하였는데, 제어로직 구성을 위한 동역학적 모델링은 NPSS(엔진해석프로그램)와 SIMULINK를 연동시켜주는 SIMUNLINK BLOCK인 NPSS S-function을 설계하여 이용하였다. 그리고 시뮬레이션 결과로 PID와 Fuzzy 모든 방법에 있어 VIGV의 제어결과로 서지현상을 방지할 수 있음을 증명하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.580-588
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• 2009

This paper summarizes the experimentally-measured performance of small-scale, vertical-axis wind turbine for the purpose of improving the aerodynamic efficiency and its controllability. The turbine is designed to have a Savonius-Type rotor with an inlet guide-vane and an side guide-vane so that it achieves a higher efficiency than any lift- or drag-based turbines. The main design factors for this high-efficient, vertical wind turbine are the number of blades (Z), and the aspect ratio of Height/Diameter (H/D) among many. The basic model has the diameter of 580mm, the height of 464mm, and the blade number of 10. The maximum power coefficient of 0.50 was experimentally measured for the above-mentioned specifications. The inlet-guide vane ensures the maximum efficiency when the angle of attack to the rotor blade lies between $15^{\circ}$ and $20^{\circ}$. This experimental results for the vertical-axis wind turbine can be applied to the preliminary design of turbine output curve based on the wind characteristics at the proposed site by controlling its aerodynamic performance given as a priori.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.17-24
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• 2007

This paper presents the design procedure of a vertical wind turbine named jet-wheel-turbo turbine and the numerical and experimental verifications. The design parameters such as the rotor inlet angle, the diameter-to-hub ratio, the inlet guide outlet angle and the solidity were optimized to maximize the energy transfer, and to further increase the turbine efficiency by applying the side guide vane and the side opening to the rotor. The maximum power coefficient of 0.59, which is much higher than the ever-designed three-bladed horizontal turbines, was experimentally obtained when the optimal inlet- and side-guide vanes were installed and both sides of the rotor were 80% opened. The maximum power coefficients occur at the tip speed ratio ranging between 0.6 and 0.7. This vertical-axis turbine model can be applied to the large-scale power generation system with the speed and torque control algorithm for the specified wind characteristics.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권3호
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• pp.75-81
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• 2011

The turbo blowers having large power capacity are generally composed of the variable inlet guide vane, the impeller and the variable diffuser. In the present study, the effect of the stagger angles on the aerodynamic performances has been investigated by CFD methods. The design specifications of the reference model having 400kW power were given as 7.43kg/s of mass flow rate, 1.66 of pressure ratio with 12000rpm of impeller rotating speed. As the first simulation parameter, the diffuser vane angle was varied in the range of ${\pm}$20 degree from the initial-design point. The inlet guide vane angles, as the second one, was changed in the range of ${\pm}$40 degree from the initial-design point. The commercial Navier-Stokes solver, ANSYS-CFX, was applied to solve the three-dimensional unsteady flow fields inside the turbo blower. Through the numerical results, the desirable setting angles were proposed to fit the best performance to the variation of the operating conditions.