• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.5-11
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• 2016

The purpose of this study is to design the transonic centrifugal compressor impeller with splitter blades and analyze the flow fields with respect to various splitter blades. Seven impellers with different splitter chord length or pitchwise location were tested by using CFD method. To investigate aerodynamic performance, Mach number distribution and entropy distribution were confirmed. As a result, it is found that the size of transonic region and shock wave location are related to the splitter chord length and pitchwise location. Also the impeller with long chord length of splitter shows higher total pressure ratio but lower efficiency than those of the impeller with short chord length of splitter. In terms of pitchwise location, the impeller with the splitter located in mid-pitch of main blades shows the best performance with respect to pressure ratio and efficiency.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1384-1391
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• 2001

Three-dimensional flow analysis is implemented to investigate the flow through transonic axial-flow compressor rotor(NASA R67) and to evaluate the performances of Abid's low-Reynolds-number k-$\omega$ and Baldwin-Lomax turbulence models. A finite volume method is used fur spatial discretization. The equations are solved implicitly in time by the use of approximate factorization. The upwind difference scheme is used for inviscid terms and viscous terms are approximated with central difference. The flux-difference-splitting method of Roe is used to obtain fluxes at the cell faces. Numerical analysis is performed near peak efficiency and near stall. The results are compared with the experimental data for NASA R67 rotor. Blade-to-Blade Mach number distributions are compared to confirm the accuracy of the code. From the results, it is concluded that Abid'k-$\omega$ model is better for the calculation of flow rate and efficiency than Baldwin-Lomax model. But, the predictions for Mach number and shock structure are almost the same.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.414-420
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• 2010

본 연구에서는 천음속 날개/동체 모텔에 대한 축소모델 (Reduced Order Model; ROM)의 정확성을 검증하고, Proper Orthogonal Decomposition(POD)을 이용한 최적설계를 통해 그 효율성을 검토하였다. full order 공력해석을 통한 Snapshot을 추출하기 위해 삼차원 오일러 방정식을 이용하였으며, 이들 Snapshot들을 통해 날개/동체 모델 주위 유동장의 거동을 모사하는 POD의 기저벡터를 계산 하였다. 이러한 과정을 거쳐 구축된 축소모텔은 6개의 Case들로 검증하였으며, 그 결과 ROM을 이용해 관심영역에 대한 유동장의 예측을 할 수 있다는 것을 확인하였다. 그리고 ROM을 통한 날개/동체 모델의 최적설계를 수행 하였으며, 그 결과는 반응면모델 (Response Surface Model; RSM)을 이용한 최적설계 결과와 비교 하였다. 이를 통해 ROM을 바탕으로한 최적설계가 RSM을 이용한 것보다 효율적임을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.24-31
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• 2006

본 연구에서는 완전 내재적 기법을 이용한 2계 자유도 모델에 대한 플러터 해석을 수행하였다. 유동해석을 위하여 2차원 Navier-Stokes 지배방정식을 ε-SST 난류모델과 DP-SGS 병렬화 기법을 이용해 구성하였다. 구조해석을 위하여 피치 와 플런지의 2계 자유도를 갖는 모델을 구성하였으며 시간영역에서의 해석을 위하여 유동해석과 마찬가지로 이중 시간 전진 기법을 이용하였다. 가상 시간 전진에서 유체-구조 결합을 통해서 강성결합을 구현하였으며 이를 천음속 플러터 예측에 적용하였다. 플러터 해석의 전형적인 응답인 감쇠응답, 중립응답, 발산응답 및 limit cycle oscillation (LCO) 등을 계산하였으며, 더불어 플러터 속도 경계곡선을 작성하였다. 천음속 플러터 해석은 난류모델 뿐만 아니라 유체-구조 결합 방법에 따라 다른 특성을 보임을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.18-27
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• 2002

비정렬 격자계에서 continuous adjoint 방정식을 사용하여 비점성 압축성 유동장에서의 이차원 날개꼴에 대한 공력 형상 최적설계를 수행하였다. 정확한 민감도를 구하기 위한 재구성 기법으로는 Laplacian averaging을 사용하였으며, extended stencil을 사용한 최소자승법으로 유동변수의 미분을 구하였다. 또한 유동장과 adjoint 방정식의 적절한 수렴 조건에 대해서 알아보았으며, 이를 이용하여 천음속 비점성 유동장에서 RAE2822 및 NACA0012 날개꼴에 대해서 조파항력 최소화 설계를 수행하였다. 설계된 날개꼴에서 다시 충격파를 복원하는 역설계문제를 적용하여 본 연구에서 사용된 최적설계 기법을 검증하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2002년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.244-249
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• 2002

It is known that tip clearance flows reduce the pressure rin, flow range and efficiency of the turbomachinery. So, the clear understanding about flow fields in the tip region is needed to efficiently design the turbomachinery. The Navier-Stokes code with the proper treatment of the boundary conditions has been developed to analyze the three-dimensional steady viscous flow fields in the transonic rotating blades and a numerical study has been conducted to investigate the detail flow physics in the tip region of transonic rotor, NASA Rotor 67. The computational results in the tip region of transonic rotors show the leakage vortices, leakage flow from pressure side to suction side and their interaction with a shock Depending on the operating conditions, the position of shock-wave on the blade surface are v8y different close to the blade tip of the transonic compressor rotor. The shock-wave position dose to the blade tip had the dose relationship with the starting position of leakage vortex and the direction of leakage flow.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.277-280
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• 2006

천음속 영역에서 순항 속도로 비행하는 상용 여객기에 대해 공력을 해석하였다. 실제 여객기의 축소모형을 사진으로 계측하여 역설계하여 형상을 모델링하였다. 사면체로 전체 격자계를 구성하였고 정상 상태에서 압축성 비점성 3차원 Euler 방정식을 풀었다. 날개에 엔진이 장착되었을 때와 제거되었을 때에 대해 계산하였는데 엔진이 장착되면 양력과 항력이 각각 1.49%와 3.9%씩 증가하였다. 또한 날개 표면에서 압력 분포와 엔진 주위의 유동 특성을 밝혔다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.291-293
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• 2011

In this paper, the problem of transonic aerodynamic characteristics of a NACA0012 airfoil is numerically investigated in the inviscid gas-droplet two-phase flow with the compressible two-fluid model. In the present study, the airfoil flight in the cloud is simulated by taking account of the viscous drag of the droplets, the heat transfer, the phase change, and the droplet fragmentation The two-fluid equation system is solved by the fractional-step method and the WAF-HIL scheme. The effects of size and volume fraction of the droplets on the flow characteristics of the airfoil in the cloud are elaborated and discussed.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.343-348
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• 2013

초임계 익형은 천음속 영역에서 비행하는 상업용 민간 항공기와 전투기 날개의 공력성능을 향상시키기 위해 Whitcomb R. T.가 제안 하였다. 초임계 익형은 상부표면을 평평하게 디자인하여 임계마하수보다 큰 마하수에서 나타나는 익형 주위의 충격파 출현을 지연시킴으로써 항력을 줄일 수 있고, 상부 표면의 평면 설계로 인한 양력 감소를 보정하기 위하여 하부 표면의 꼬리부분에 캠버가 있는 형상을 하고 있다. 본 연구에서는 EDISON CFD를 이용하여, 초임계 익형의 공력특성을 해석하고 Xfoil의 data와 비교 분석하였다. 또한, 초임계 익형의 형상을 변경하여 두께와 뒷전 캠버가 다른 초임계 익형을 설계하였다. 새로운 초임계 익형의 형상은 상용 프로그램 Maple12을 이용하여 Whitcomb Integral Supercritical Airfoil의 형상을 수정하여 구할 수 있다. 초임계 익형 주위의 유동을 2D압축성 유동으로 가정하고 EDISON CFD의 2D_Comp-2.0 솔버를 사용하여 수치해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1009-1015
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• 2014

본 연구는 NACA0012 천음속 에어포일 유동에 있어서 비평형 응축이 Force 계수(압력, 양력 및 항력계수)에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 정체점 온도 298 K, 받음각 ${\alpha}=3^{\circ}$인 경우, 주류 마하수 0.78~0.81에서는 정체점 상대습도의 증가함에 따라 양력은 단순 감소한다. 반면 Lift force break 마하수 영역의 주류 마하수에서는 정체점 상대습도의 증가에 따라 양력은 오히려 증가한다. 받음 각 ${\alpha}=3^{\circ}$, 정체점 상대습도가 0%인 경우, 주류 마하수의 증가에 따라 항력은 급격하게 증가하지만, 응축의 영향이 큰 60%인 경우에는 주류 마하수의 증가에 조금 증가할 뿐이다. 동일한 주류 마하수인 경우 비평형 응축에 따른 전 항력의 감소는 받음각과 정체점 상대습도가 증가할수록 크게 된다. 응축이 없는 ${\Phi}_0=0%$인 경우는 주류 마하수가 크고 받음각이 클수록 Wave drag은 크게 되나 응축의 영향이 비교적 큰 ${\Phi}_0=50%$ 이상인 경우는 오히려 Wave drag이 작아지는 것으로 나타났다. 한편, 정체점 상대습도가 낮고, 주류 마하수가 클수록 충격파 직전의 최대 마하수는 커지는 것으로 나타났다.