• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2409-2420
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• 1996

This paper describes the development of a general program for the design and part load performance analysis of single-shaft-heavy-duty gas turbines. Efforts are made to fully represent the real component features by the characteristic models and special emphasis is put on the modeling of cooled turbine stages. The design analysis routine is applied to simulate the performance of current gas turbines and its appropriateness for system analysis is validated. Meanwhile, the component parameters of real engines which describe the technology level are obtained. The program is extended to predicting the part load operation of gas turbines with the aid of models for the off-design characteristics of compressor, turbine and other main components. Part load simulation can be carried out only with limited numbers of input data. It is demonstrated that the program accurately estimates the part load characteristics of real turbines.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권11호
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• pp.3573-3588
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• 1996

The flow through a centrifugal compressor impeller was calculated using the 3-dimensional Navier-Stokes solution method. A control volume method based on a rotating curvilinear coordinate system was used to solve the time-averaged Navier-Stokes equations, and a standard k-.epsilon. model was used to obtain eddy viscosity. Numerical results and experimental data were compared for the overall performance of the impeller, the pressure distributions along the shroud wall and the detailed flowfields at the design and off-design conditions, which showed good coincidence. The flow through the impeller is complex with the curvature of the streamlines and rotation. The development of secondary flows and the jet-wake flow characteristics, which is the main source of flow loss, was discussed. Calculation results show quite different patterns as the flow rate changes.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1059-1065
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• 2010

본 연구에서는 SMART 원자로의 사류형 원자로냉각재펌프의 축소모형에 대한 수력성능을 예측하기 위하여 설계점을 포함한 다양한 탈설계점에서의 해석을 수행하였다. 계산시간의 효율성을 위하여 임펠러와 디퓨저 각 1개 유로로 이루어진 계산영역을 해석대상으로 선정하였다. 임펠러와 디퓨저간의 정보교환을 위하여 스테이지 기법을 사용하였다. 정상상태 비압축성 유동조건에서 축소모형의 수력성능특성을 파악하기 위하여 해석영역의 입구와 출구에서 압력차를 측정하여 양정, 효율과 축동력을 산출하였다. 수력성능 곡선은 일반적인 사류펌프의 성능특성을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 저유량에서의 펌프 내부유동의 복잡한 흐름을 확인 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.1-9
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• 2013

노즐 목 및 출구 면적이 동시에 조절되는 축소-확대 형상의 가변노즐을 수치해석적으로 연구하였다. 최적 팽창 및 후기 연소기 구동시의 최적 노즐 형상 구현을 위해 가변 노즐이 요구된다. 후기연소기 작동유무와 노즐 플랩 위치에 따른 각 조건에 대한 정상상태 계산 및 이동격자 기법을 적용한 과도해석을 수행하였다. 노즐 가변에 의해 내부 유동장의 변화가 유발되었고, 추력이 주기적으로 변화하였다. 탈설계점에서 과대팽창으로 인해 노즐 출구 끝단에서 유동 박리 현상이 발생하였으며, 과소팽창에 의해 충격파가 발생하였다. 이러한 현상은 가변 노즐의 제어를 통해 해결할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권5호
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• pp.57-63
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• 2009

본 논문에서는 항공기 POD용 환경조절장치의 개발을 위한 모델링 및 시뮬레이션에 관한 연구를 수행하였다. 먼저, 시스템 요구성능을 분석하여 ACM 방식의 환경조절장치를 구성하고 성능모사를 위한 모델링을 수행하였다. 다음으로 각 구성품의 개념설계를 위해 주요구성품의 성능변화에 따른 민감도를 분석하고 시스템 요구성능을 만족하는 설계점 성능을 결정하였다. 다양한 비행환경에서의 탈설계 성능 모사를 통해 전체 운용영역에서의 개념설계 타당성을 검토하고 천이 성능해석을 통해 동적 거동특성을 분석하였다.

• 연구논문집
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• 통권27호
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• pp.87-99
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• 1997

Present paper describes on/off design performance of a 50KW turbogenerator gas turbine engine for hybrid vehicle application. For optimum design point selection, relevant parameter study is carried out. The turbogenerator gas turbine engine for a hybrid vehicle is expected to be designed for maximum fuel economy, ultra low emissions, and very low cost. Compressor, combustor, turbine, and permanent-magnet generator will be mounted on a single high speed (82,000 rpm) shaft that will be supported on air bearings. As the generator is built into the shaft, gearbox and other moving parts become unnecessary and thus will increase the system's reliability and reduce the manufacturing cost. The engine has a radial compressor and turbine with design point pressure ratio of 4.0. This pressure ratio was set based on calculation of specific fuel consumption and specific power variation with pressure ratio. For the given turbine inlet temperature, a rather conservative value of $1100^\circK$ was selected. Designed mass flow rate was 0.5 kg/sec. Parametric study of the cycle indicates that specific work and efficiency increase at a given pressure ratio and turbine inlet temperature. Off design analysis shows that the gas turbine system reaches self operating condition at N/$N_{DP}$ = 0.53. Bleeding air for turbine stator cooling is omitted considering low TIT and for a simple geometric structure. Various engine performance simulations including, ambient temperature influence, surging at part load condition. Transient analysis were performed to secure the optimum engine operating characteristics. Surge margin throughout the performance analysis were maintained to be over 80% approximately. Validation of present results are yet to be seen as the performance tests are scheduled by the end of 1998 for comparison.