• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.61-65
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• 2011

In this paper, the nozzle design with asymmetric configuration using the optimal method is used in order to improve the under- and over-expansion problem of the flow at the supersonic turbine nozzle. For the design of nozzle contour, 8 design variables are selected and the total-to-static efficiency from the nozzle inlet to the wake outlet is considered as the objective function to be maximized. The Fluent6.3 and the iSIGHT-FD program are used for calculation of nozzle flow and design optimization respectively. RBF(Radial Basis Function) method is chosen for approximate optimization algorithm. It is shown that the static efficiency of improved nozzle design increases 1.35% and loss coefficient decreases 19.85% as compared to baseline design.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.111-115
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• 1994

열공급 대상지역의 연간 열부하를 예측하여 분석한 후 지역난방용 열병합발전 시스템에서 스팀터빈의 고압 및 저압터빈의 용량을 변화시켜 열부하 대상지역에서 운전하였을시 가장 적은 에너지를 소비하는 고압 및 저압터빈의 용량비율을 찾아 보았다. 추기배압터빈일 경우는 각 터빈용량의 비율변화에 거의 영향을 받지 않았으며 추기복수터빈일 경우 고압터빈용량의 비율이 적을수록 동일 열부하에 대한 에너지소비량은 적게 나타났으며 발전량은 증가되었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.4
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• pp.71-77
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• 2021

Several cooling techinques have been studied for protecting gas turbine blades from hot gas. In terms of film-cooling techniques, various shapes of film cooling holes have been studied including fan shaped holes, which are used on gas turbine blades. However, owing to increasing demands on smaller gas turbines, a research on film-cooling holes on thin walls is required. This study was conducted at blowing ratios of 1 and 2, using numerical analysis. Through the numerical analysis, the effect of geometrical parameters on the effectiveness of fan-shaped hole film cooling was studied. Moreover, optimization was performed on three geometrical parameters: metering length, lateral expansion angle and forward expansion angle. As a result, we realized that the optimal fan-shaped holes on each blowing ratio were found to have very similar geometry and cooling performance.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07d
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• pp.1883-1884
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• 2006

원자력발전소는 원자로의 증기발생기에서 생산한 증기의 압력으로 터빈발전기를 돌려서 발전을 하고 있다. 터빈속도를 제어하는 디지털식 터빈 조속기는 마이크로프로세서를 기반으로 하는 디지털식 제어기가 널리 사용하고 있으며, 조속기에 사용되는 제어기는 빠른 제어 응답성과 높은 신뢰성을 요구하고 있으므로 제어 프로그램의 실행속도에 따라서 제어의 특성과 질이 좌우 될 수 있다. 디지털식 제어기는 제어프로그램을 순차적으로 반복 실행하며, 중요도에 따라서 몇 개의 그룹으로 나누어 실행 주기를 달리함으로써 제어기의 과도한 부하율을 피하고 있다. 이렇게 함으로써 빠른 제어 응답성과 시스템 안정성을 모두 만족하는 실행주기로 최적화하는 과정이 필요하여 본 시험을 하였으며 이러한 제어특성을 사전에 확인하여 원자력발전소의 아날로그식 조속기를 디지털식 조속기로 개선을 하고자 시험한 사례를 소개한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.425-425
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• 2023

상수도시스템의 지속가능한 운영을 위해서는 에너지를 효율적으로 활용하는 것이 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 상수도시스템에서 고압구간의 압력조절을 통해 에너지 측면의 최적 운영기법을 제안하였다. 제안된 최적 운영기법은 마이크로 터빈을 이용하여 에너지 회수를 통한 압력저하와 이로 인한 누수량 저감을 동시에 고려하였다. 본 연구에서 사용한 최적화기법으로는 Multi-objective harmony search 알고리즘을 사용하였으며, 상수도 시스템에서 마이크로 터빈을 모의하기 위해서 EPANET의 압력조절 밸브 (Pressure reduction valve)를 활용하여 압력강하에 따른 에너지 회수를 고려하였다. 제안된 최적운영 기법을 검증하기 위해 Benchmark networks (e.g., 5-nodes network, 25-nodes network)을 적용하였으며, 본 연구를 통해 마이크로 터빈의 최적 규모와 설치위치, 개수를 결정할 수 있으며, 이에 따른 에너지 회수와 누수감소 측면에서 상수도시스템의 지속가능한 운영에 효과적으로 이용될 수 있을 거라 기대된다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.11a
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• pp.15-18
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• 2016

본 연구는 조류발전 터빈의 블레이드 형상 최적화 해석 시스템 개발에 대한 사전연구의 일환으로 EDISON CFD의 프로펠러 단독성능 S/W와 SNUFOAM ShipMesh Advanced 자동격자생성기를 이용하여 조류발전 터빈 주위 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. TSR 조건 변화에 따라 수치해석을 수행하고 이에 대한 power, total coefficient를 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 비교 검증하여 해석자의 신뢰도를 확인하였다. 또한, 블레이드 전체를 모델링한 full body 해석과 하나의 블레이드만을 모델링한 single body 해석 결과를 비교하여 경제적이면서 정도 높은 터빈 성능해석 프로세스를 제안하였다. 조류발전 터빈의 TSR 조건 변화에 따라 낮은 TSR 조건에서는 국부적 와동발생에 의해 $C_P$가 감소하는 것을 확인하였고 설계 TSR에서 가장 좋은 효율을 보임을 확인하였다. 이를 통해 suction side의 압력 분포, 팁 와동의 강도 등 성능개선을 위한 주요한 설계변수를 식별하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.281-286
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• 2006

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 한국형 해상풍력터빈 블레이드의 최적형상설계를 위한 알고리즘을 구현하는 것이다. 블레이드 단면 익형의 양력과 항력 분포는 XFOIL을 이용하여 예측하였다. 첫 번째 수준의 설계변수인 각각의 블레이드 지름과 축 회전수에서 익형의 공력변수들과 최소에너지손실 조건을 이용하여 두 번째 설계변수인 각 블레이드 단면에서의 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 그리고 성능결과를 바탕으로 반응면을 구성하고, 확률적 방법을 이용하여 타당성 있는 설계공간까지 첫 번째 설계변수를 이동시키고 구배최적화 기법을 통해 각각의 제약함수를 만족하면서 목적함수를 죄대로 하는 최적블레이드 형상을 구현하였다. 설계된 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 성능을 구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.47-50
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• 2005

본 연구의 목적은 차세대 대체에너지로 각광받는 풍력발전 중에서 육상발전보다 여러 가지 이점이 있는 해상에서의 한국형 풍력터빈 블레이드의 최적 형상을 위 한 알고리즘을 구현하는 것이다. 풍력터빈 블레이드에서 깃익형의 공기 역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 익형 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 블레이드 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 첫 번째 수준의 설계변수는 운용범위내의 바람의 속도와 블레이드 지름, 축 회전수이며, 각 단면에서의 비틀림각과 시위길이는 두 번째 수준의 설계 변수이다. 운용범위 내의 각 설계점에서 익형의 공력 변수들과 최소에 너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 최적화하였다. 각각의 설계점에서 결과를 바탕으로 풍력발전의 설계 운용범위에서 반응면을 구성하고 구배최적화 기법을 통해 요구동력의 제약함수를 만족하고 효율을 최대로 하는 블레이드 형상을 구현하였다. 최적형상에 대해 탈설계점 해석을 수행하여 그 성능을 구하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.3
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• pp.490-499
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• 1989

These days the closed cycle gas turbine attracts considerable attention due to : (1) The possibility of directly coupling the closed cycle gas turbine with a high temperature gas cooled reactor ; (2) the economical use of dry coolers to reduce the thermal charge of the environment ; and (3) the reduction of pollution and energy consumption, by replacing the domestic hearth by a central heating and power station. In this paper, we selected the optimal cycle from the characteristic of thermodynamic cycle for the optimal design of closed CO$_{2}$ gas turbine cycle usuable in nuclear energy power plant. Also the effects of between the parameters and thermal efficiency were investigated by computer simulation. These results and design data will be added to basics in optimal designing closed CO$_{2}$ cycle gas turbine plant.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.1
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• pp.25-35
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• 2012

An endwall boundary layer fence technique was adapted to improve the aerothermal environment of a gas turbine passage. The shape optimization of the fence was performed to maximize the improvement. The turbine passage was simulated by a $90^{\circ}$ turning duct (ReD=360,000). The main purpose of the present investigation was to focus on finding a endwall boundary layer fence with minimum total pressure loss in the passage and heat transfer coefficient on the endwall of the duct. Anothor objective function was to minimize the area on the endwall of the duct. An approximate optimization method was used for the investigation to secure the computational efficiency. Results indicated that a significant improvement in aerodynamic environment can be achieved through the application of the fence. Improvement of the thermal environment was smaller than that of the aerodynamic enviroment.