• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.881-888
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• 2017

일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 압력비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 초킹의 경우 유량 변화 없이 압력비만 증가하게 되며, 이러한 특성을 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 이용하여 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 재안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 압력비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 이러한 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권2호
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• pp.20-28
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• 2018

일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 팽창비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 사용하는 경우 유량 변화없이 팽창비만 증가하게 되는 초킹 현상을 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 제안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 팽창비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 계산된 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제9권1호
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• pp.61-66
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• 2005

혼합챔버 내에서 패브리 초킹(Fabri choking)이 발생한다는 가정을 이용하여 이차목을 갖는 환형분사 초음속 이젝터의 이론 해석을 수행하였다. 부유동 압력을 예측하기 위해 혼합챔버 입구에서 패브리 초킹면 사이를 비혼합 이론(non mixing theory)을 이용하여 계산하였다. 혼합챔버의 수축각에 의해 발생하는 깔때기 모양의 경사충격파를 이차원 경사충격파로 모사하였고, 패브리 초킹면의 주유동에만 영향을 미친다고 가정하였다. 또한 패브리 초킹면의 주유동 압력과 부유동 압력이 같다는 물리적인 제한조건을 사용하였다. 그 결과 혼합챔버의 수축각이 4도보다 작은 조건에서 실험값을 잘 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.11-18
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• 2006

축소 유로에서의 두 평행 유동의 합류에 의한 복합유동과 그 초킹 현상이 일차원 등엔트로피 모델과 완전혼합 모델에 의해 계산되었다. 아음속-아음속의 복합유동에 대해 압력측정과 광학 측정이 실시되었으며 그 결과를 일차원 계산의 결과와 비교하였다. 결과적으로 복합유동의 한쪽 유동의 입구조건은 다른 유동의 거동과 초킹 조건에 영향을 미침을 알 수 있었으며 본 실험의 결과는 일차원 계산 결과와 비교적 잘 일치함을 알았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.405-408
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• 2005

혼합챔버 내에서 패브리-초킹(Fabri-chocking)이 발생한다는 가정을 이용하여 이차목을 갖는 환형분사 초음속 이젝터의 이론 해석을 수행하였다. 부유동 압력을 예측하기 위해 혼합챔버 입구에서 패브리-초킹면 사이를 비혼합이론(non-mixing theory)을 이용하여 계산하였다. 혼합챔버의 수축각에 의해 발생하는 깔때기 모양의 경사충격파를 이차원 경사충격파로 모사하였고, 패브리-초킹면의 주유동에만 영향을 미친다고 가정하였다. 그 결과 혼합챔버의 수축각이 4도보다 작은 조건에서 실험값을 잘 예측하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권1호
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• pp.54-60
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• 2003

Compound choking frequently occurs at a minimum area of the flow passage, where two or more streams which have different stagnation properties are merged. This phenomenon is especially important in that the flow choking may not be given by Mach number, M=1 at the nozzle throat. In order to obtain a detailed understanding of the flow characteristics involved in the compound flow choking, the two-dimensional, compressible, Wavier-Stokes equations are solved using a fully implicit finite volume method and the predicted solutions are compared with the results of the one-dimensional theoretical analysis. Stagnation pressure and temperature of each stream are changed to investigate the effects on the compound choking. The results show that stagnation pressures of each stream affect Mach number and static pressure distributions downstream of the exit of the convergent nozzle. However, the flow characteristics of the compound choking are not significantly dependent on the total temperature ratio.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.147-150
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• 2002

In general, a single gas flow through a converging nozzle is choked when the pressure communications between the downstream and upstream flowfields are broken by the sonic condition of Mach number, M=1. A similar phenomenon may occur In two streams of different stagnation properties flowing side by side in a converging nozzle. In this case, the limiting condition of M=1 for flow choking is no longer applied to such a compound compressible flow. The compound choking phenomenon can be explained by means of a compound sound wave at the nozzle exit. In order to detail the flow characteristics involved in such a compound choking of the two streams, the two-dimensional, compressible, Wavier-Stokes equations have been solved using a fully implicit finite volume method and compared with the results of the one-dimensional theoretical analysis. The computational and theoretical results show that the compound sound wave can reasonably explain the compound choking phenomenon of the two streams in the convergent flow channel.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.305-310
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• 2001

This paper presents the computational method for analyzing the compressible flow fields in a high voltage gas circuit breaker. There are many difficult problems in analyzing the gas flow in GCB due to complex geometry, moving boundary, shock wave and so on. In particular, the distortion problem of the grid due to the movement of moving parts can be worked out by the fixed grid technique. Numerical simulations are based on a fully implicit finite volume method of the compressible Reynolds-averaged Navier-Stokes equations to obtain the pressure, density, and velocity through the entire interruption process. The presented method is applied to the real circuit breaker model and the pressure in front of the piston is good agreement with the experimental one.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1057-1064
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• 2014

최근 전세계적으로 재생에너지의 관심이 증가하고 있다. 그 중 많은 관심을 받고 있는 것이 상대적으로 낮은 온도의 폐열을 사용하는 유기랭킨사이클(ORC)이다. 유기랭킨사이클은 기존의 증기터빈사이클과 유사한 기술을 사용하지만 낮은 온도의 폐열을 사용하기 위해서 증기대신 냉매를 작동유체로 사용한다. 작동유체를 냉매로 사용함으로 인해 이상기체 가정을 사용할 수 없고, 이는 ORC 시스템에 이용되는 터빈의 설계를 좀 더 복잡하게 만든다. 또, 냉매의 큰 분자량과 복잡한 분자구조로 인하여 낮은 음속을 가지게 되고 이로 인해서 쉽게 초킹 조건에 접근하게 된다. 본 연구에서 R245fa를 작동유체로 하여 입구온도 $124^{\circ}$에 팽창비 9 의 조건에서 터빈의 효율을 증가시키기 위해 다단으로 설계된 아음속 ORC 터빈을 설계하는 과정과 터빈의 성능에 대하여 설명하고자 한다. 설계된 터빈은 200kW 급의 ORC 발전 시스템에 사용될 예정이다.