• 제목/요약/키워드: 탈설계

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유전 알고리즘을 이용한 탈 설계 영역에서의 항공기용 가스터빈 엔진 결함 진단 (A Study on Defect Diagnostics of Gas-Turbine Engine on Off-Design Condition Using Genetic Algorithms)

  • 용민철;서동혁;최동환;노태성
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.60-67
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    • 2008
  • 본 연구는 운용중인 항공기의 가스터빈엔진을 유전 알고리즘을 이용한 실시간 결함진단을 통해 엔진 운용의 안정성과 신뢰성을 확보하는 것이 목적이다. 대상엔진인 터보샤프트엔진의 구성품 중 성능 저하는 압축기, 가스발생기 터빈, 동력 터빈 중 한 구성품에서만 발생한다고 가정하였다. 설계점에 비해 탈 설계영역에서의 학습 데이터는 약 200배 이상으로 증가하였으며, 따라서 요구 수렴도를 만족시키기 위한 방대한 학습시간이 요구된다. 진단오차를 만족시키고 학습시간을 단축시키기 위해 최적분할을 사용하였고 그 결과, 오차범위 5% 이내로 진단됨을 확인하였다.

TEIS 모델과 두 영역 모델을 이용한 원심 펌프의 탈 설계 성능 예측 (Off-design Performance Prediction of Centrifugal Pumps by Using TEIS model and Two-zone model)

  • 윤인호;백제현
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.574-579
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    • 2000
  • In this study. an off-design performance prediction program for centrifugal pumps is developed. To estimate the losses in an impeller flow passage, two-zone model and two-element in series(TEIS) model are used. At impeller exit. the mixing process occurs with an increase in entropy. In two-zone model. there are both primary zone and secondary zone for an isentropic core flow and an average of all non-isentropic streamtubes respectively. The level of the core flow diffusion in an impeller was calculated by using TEIS model. While internal losses in an impeller an automatically estimated by using the above models, some empirical correlations far estimating external losses. far example, disk friction loss, recirculation loss and leakage loss are used. In order to analyze the vaneless diffuser flow. the momentum equations for the radial and tangential directions are used and solved together with continuity and energy equations.

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SVM-인공신경망 알고리즘을 이용한 고도 변화에 따른 가스터빈 엔진의 결함 진단 연구 (Defect Diagnostics of Gas Turbine with Altitude Variation Using Hybrid SVM-Artificial Neural Network)

  • 이상명;최원준;노태성;최동환
    • 한국추진공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.43-50
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    • 2007
  • 본 논문에서는 고도 변화만을 고려한 탈설계 영역에서 항공기용 터보 축 엔진의 결함 진단을 위해 지지 벡터 장치(SVM)과 인공신경망(ANN)을 Hybrid로 사용한 분할 학습 알고리즘을 사용하였다. 지상 정지 상태에서보다 학습 데이터와 테스트 데이터 수가 크게 증가하지만, 분할 학습 알고리즘을 이용한 가스터빈 엔진의 결함 진단이 고도 변화를 고려한 탈설계 영역에서도 높은 결함 예측 정확성을 가짐을 확인하였다.

SVM과 인공신경망을 이용한 속도 및 연료유량 변화에 따른 가스터빈 엔진의 결함 진단 연구 (Defect Diagnostics of Gas Turbine Engine with Mach Number and Fuel Flow Variations Using Hybrid SVM-ANN)

  • 최원준;이상명;노태성;최동환
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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    • pp.289-292
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    • 2006
  • 본 논문에서는 항공기용 터보 축 엔진의 결함진단 알고리즘으로 지지 벡터 장치(Support Vector Machine) 과 인공신경망(Artificial Neural Network) 을 복합으로 이용하였다. 인공신경망 알고리즘의 특성상 데이터 수에 따라 정확성과 수렴속도 등에서 차이가 나므로 탈설계 영역에서의 효용성여부를 판단하기 위해서 연료유량과 마하수에 따른 탈설계 영역 진단 결과를 지상정지 상태와 비교하였다.

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탈설계 조건에서 원심압축기의 미끄럼 계수 모델들의 평가 (Assessment of Slip Factor Models for Centrifugal Compressor at Off-Design Condition)

  • 윤성호;백제현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권11호
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    • pp.1459-1466
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    • 2001
  • A slip factor is defined as an empirical factor, which should be multiplied to theoretical energy transfer to estimate real work input of a centrifugal compressor. During the last century, researchers have tried to develop simple empirical models to predict the slip factor. However most of these models have been developed based only on design point data. Furthermore flow is assumed inviscid. As a result, these models often fail to predict the correct slip factor at off-design condition. In this study, various models for the slip factor were analysed and compared with experimental and numerical data at off-design conditions. As a result of this study, Wiesner's and Paeng and Chung's models are shown to be applicable for radial impeller, but all the models are found to be inappropriate for backswept impellers.

두영역 모델과 직렬두요소 모델의 변수에 의한 원심 압축기 탈설계 성능의 민감도 분석 (Sensitivity Analysis on Off-Design Performance of Centrifugal Compressor Due to the Parameters of Two-zone Model and TEIS Model)

  • 윤성호;백제현
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제24권6호
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    • pp.834-844
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    • 2000
  • In this study, an off-design performance analysis procedure is developed based on Two-zone model and TEIS model. In Two-zone model, there are both primary zone and secondary zone for an isentropic core flow and an average of all non-isentropic streamtubes respectively. The level of the core flow diffusion in an impeller is calculated by using TEIS model which regards the impeller as two successive rotating elements in series. At impeller exit, the mixing process occurs with an increase in entropy, that is to say, a decrease in total pressure. In loss models including Two-zone and TEIS model, some empirical parameters have a great influence on overall performance curve. So these parameters' influences on the overall performance curve are investigated and compared with experimental data.

다단 축류 터빈에서의 초킹 영역 탈설계 성능 해석을 위한 평균반경 해석법 (Meanline analysis method for performance analysis of a multi-stage axial turbine in choking region)

  • 김상조
    • 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.

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다단 축류 터빈에서의 초킹 영역 탈설계 성능 해석을 위한 평균반경 해석법 (Meanline Analysis Method for Performance Analysis of a Multi-stage Axial Turbine in Choking Region)

  • 김상조
    • 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.

이젝터 형상/성능 변수에 따른 이젝터 성능 특성에 관한 연구 (A Study on Ejector Performance Characteristics by Ejector Geometry/Performance Variables)

  • 최지선;유이상;신동해;이희준;고영성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제46권6호
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    • pp.496-502
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    • 2018
  • 본 연구에서는 이젝터의 주유동과 부유동의 모멘텀에 따라 형성되는 공기역학적 목에 관한 현상을 관찰하기 위하여 실험, 해석적 연구를 수행하였다. 상온 실험과 상용프로그램인 FLUENT를 이용한 해석을 통하여 주유동의 유량과 이젝터 실린더의 목 직경의 변화에 따른 성능으로 이젝터 성능의 주요 변수인 공기역학적 목의 평형구간을 관찰하였다. 결과적으로 기준 이젝터에서 유량비 변수는 0.33~1.167(탈설계/설계)의 범위, 실린더 목 직경 변수는 1~1.17(탈설계/설계 면적비)의 범위에서 성능 구현이 확인되었다.

실험데이터 기반 마이크로 가스터빈엔진 탈 설계점 성능해석 (Off-design Performance Analysis based on Experimental Data of a Micro Gas Turbine Engine)

  • 김승재;최성만;이동호
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.64-71
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    • 2018
  • 가스터빈엔진의 탈설계점 운전 성능해석을 수행하기 위해서는 구성품의 성능 특성을 파악하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 가스터빈의 성능특성을 이해하기 위하여 마이크로 가스터빈엔진 성능시험 장치를 구축하였다. 구축된 마이크로 가스터빈 시험 장치를 이용하여 엔진의 회전수에 따른 유동장내의 온도와 압력 데이터를 수집하였으며, 수집된 실험 데이터를 이용하여 압축기 성능선도를 구성하였다. 터빈 출구부에서 배기가스를 포집하여 연소효율을 계산하였다. 구성된 압축기 성능선도와 연소효율을 GasTurb 성능해석 소프트웨어에 적용하여 지상 정지시의 탈설계점 성능해석을 수행하였고, 측정된 엔진성능데이터와 비교분석을 수행하였다.