• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.652-653
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• 2009

In this study, flow-induced vibration (FIV) analyses have been conducted for a 3D compressor blade model. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate detailed dynamic responses of designed compressor blades. Fluid domains are modeled using the computational grid system with local grid deforming and remeshing techniques. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with $\kappa-\varepsilon$ turbulence model are solved for unsteady flow problems of the rotating compressor model. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3D compressor blade for fluid-structure interaction (FSI) problems. Detailed dynamic responses and instantaneous pressure contours on the blade surfaces considering flow-separation effects are presented to show the multi-physical phenomenon of the rotating compressor blade.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권10호
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• pp.2617-2629
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• 1995

The flow through a centrifugal compressor rotor was calculated using the quasi-3-dimensional and fully 3-dimensional Navier-Stokes solution methods. The calculated results, obtained during the development of the computer codes for both methods are discussed. In the inviscid quasi 3-dimensional analysis, stream function formulation was used for the blade to blade (B-B) plane calculations, and the streamline curvature method was used for the meridional (H-S) plane calculations. In the viscous 3-dimensional flow analysis, a control volume method based on a general 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. The quasi-3-dimensional analysis reasonably predicts the pressure distributions and requires much less computation time in the region where viscous effects are not strong; however, it fails to predict velocity field and loss mechanism through the impeller passage. The viscous 3-dimensional flow analysis shows reasonable pressure distributions and typical jet-wake flow field through the impeller passage. Secondary flow and total pressure distributions on cross-sectional planes explain the loss mechanisms through the impeller.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.551-559
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• 2009

In this study, flow-induced vibration(FIV) analyses have been conducted for a 3D compressor blade model. Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics(CFD) and computational structural dynamics(CSD) has been developed in order to investigate detailed dynamic responses of designed compressor blades. Fluid domains are modeled using the computational grid system with local grid deforming and remeshing techniques. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with $\kappa-\epsilon$ turbulence model are solved for unsteady flow problems of the rotating compressor model. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3D compressor blade for fluid-structure interaction(FSI) problems. Detailed dynamic responses and instantaneous pressure contours on the blade surfaces considering flow-separation effects are presented to show the multi-physical phenomenon of the rotating compressor blade.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.5-12
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• 2016

In this study, a parametric study on a cavity as casing treatment of a centrifugal compressor has been conducted using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with shear stress transport turbulence model. Two kinds of cavity were applied at choke and surge conditions, respectively, in this work. Inlet and outlet port widths, angle of outlet port, and length of cavity were chosen as the geometric parameters and investigated to find their effects on the aerodynamic performances such as adiabatic efficiency at design mass flow rate and stall margin of the centrifugal compressor. It was found that the aerodynamic performances of the centrifugal compressor were affected considerably by the four geometric parameters. The adiabatic efficiency was hardly changed by the geometric parameters, excepts for the angle of outlet port. With an increase in the angle of outlet port, the adiabatic efficiency and the stall margin decreased. The stall margin was more sensitive to the outlet port width than to the other geometric parameters. And, with a decrease in the outlet port width, the stall margin increased by 2% compared to that of the reference.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1575-1582
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• 1992

본 연구에서는 정상운전 중인 4사이클 6실린더 터보과급 디젤기관에 갑자기 큰 부하가 작용하였을 경우, 기관 및 과급기 관성 모멘트의 변화가 기관과 과급기의 실제 회전속도, 압축기 압력비, 실린더내 공기유량, 연소효율, 배기온도 등의 과도 응 답성능에 미치는 영향을 시뮬레이션해석과 실험을 통하여 규명하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.115-120
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• 2014

자동차용 터보차저 압축기의 성능 개선을 위해 원주방향의 볼류트 입구 높이들이 수정되었고 디퓨저를 포함한 볼류트에 대한 유동장이 상용 소프트웨어를 사용하여 조사되었다. 기본적으로 잘 설계된 볼류트는 높은 압력회복계수와 낮은 전압력손실계수를 보여주어야 한다. 본 연구에서는 동일한 단면형상과 설단면각(Tongue Angle)을 가지나 원주방향으로는 서로 다른 볼류트 입구 높이를 갖는 두 경우의 원형단면 볼류트가 선정되었다. 하나는 $90^{\circ}$ 원주방향에서는 단면 중앙으로 유입되나 이후의 원주방향에서는 볼류트 단면 최하단부들을 잇는 접선과 동일한 높이를 유지하면서 점진적으로 하단부로 유입되는 볼류트 형상이다(케이스 1 볼류트). 다른 하나는 설단면에서는 접선방향으로 유입되도록 모든 원주방향에 대하여 입구 높이를 2 mm 낮춘 형상이다(케이스 2 볼류트). 해석결과, 케이스 2 볼류트가 케이스 1 볼류트보다 높은 압력회복계수로 인한 높은 전압력비와 낮은 전압력손실계수로 인한 높은 등엔트로피 효율을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.1-14
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• 2015

아음속에서 초음속까지 운용되어야 하는 초음속 터빈엔진의 경우, 엔진 운용 공기량이 범위가 넓고 추력 및 연료소모율 등의 엔진 성능에 대해 요구조건이 높으므로 가변시스템 및 이를 제어하기 위한 최적의 제어로직 개발이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 압축기 가변 시스템이 적용된 가스터빈 성능해석 모델 및 제어기법을 개발하였다. 그리고 터빈 노즐 가변에 따른 엔진 운용 특성을 분석하였다. 또한 가변 시스템을 구동하는 액추에이터에 대한 개념 설계를 수행 하였다. 저바이패스비 혼합흐름 터보팬 엔진에 대한 탈설계점에서의 성능해석을 수행하였으며, 제어기법을 적용하여 탈설계점에서의 서지마진을 확보할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제24권6호
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• pp.110-119
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• 2000

In this paper, an experimental study is carried out under the operating conditions of low speed and rapid acceleration in order to investigate and improve the response characteristics of a turbocharged diesel engine with radial turbine driven by exhaust gas. A rapid acceleration for investigating the response performance is applied to the fuel-pump rack of the engine from 0-10% to 0-40% in steps of 10%, and accelerating time of 1, 2 and 3 seconds is applied to the engine. Further experiment for improving the low speed torque and acceleration performance is also performed by means of injecting air into the inlet manifold at compressor exit during the period of low speed and application of a rapid acceleration. The effects of air injection on the response performance are represented at subjected engine speed with the changes of response performance factors such as air injection pressure, air injection period, accelerating rate, accelerating time and load. From the experimental results obtained throughout this study, it is shown that air injection into the inlet manifold at compressor exit is closely related to the improvement of low speed and acceleration performance of a turbocharged diesel engine.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.58-62
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• 2002

본 연구는 기관의 성능과 배출가스의 ECR 효과을 대한 것으로 기관은 6실린더 11리터의 대형터보디젤기관이며 ECR 방식은 저압루트시스템을 적용하였다. EGR 작동방식은 기계시이며 터빈 출구로부터 압축기 입구로 재순환시키는 방식이다. 또한 실험은 기관회전수와 부하별로 변경시켰으며 ECR율은 4%와 8%로 고정하여 실험하였고 그 결과를 기존 기관의 성능 및 배출가스결과와 비교 분석하였다. 따라서 본 연구의 목적은 대형터보디젤기관에 폭넓은 작동범위에서 ECR에 의한 기관 및 배출가스 성능에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 1997년도 강연회 및 연구개발 발표회 논문집
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• pp.58-73
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• 1997

본 연구는 항공기용 환경제어계통의 시스템관련 제반 기술 및 그 핵심요소인 ACM(Air Cycle Machine)시제기의 개발을 통하여 국내의 여런 항공기개발 사업과 관련하여 급속히 요구되고 있는 항공기의 sub-system을 국산화할 수 있는 기술축적을 목적으로 수행되었다. 본 연구에서는 항공기용 환경제어장치(Environmental Control System : ECS)를 개발대상으로 하여 그 핵심부품인 Air Cycle Machine의 시제품을 순수 국내 기술로 설계/제작하였고, 자체 개발한 성능시험기를 이용하여 성능시험을 수행하였으며 또한 ACM 성능을 검증하기 위하여 기존제품의 자료와 비교하였다. 향후 이 시스템의 상품화를 위해서는 구동축의 무윤활 베어링에 대한 연구가 병행되어 주유동의 오일오염을 국소화시키는 시스템보완이 요구된다. 항공기용 환경제어장치(ECS)의 시스템해석부터 ACM의 공력/구조설계, 제작, 시험등 일련의 개발과정을 통하여 시스템에 대한 해석능력이 향상되었고, 그 핵심요소인 ACM의 순수 국산화개발이 가능하다는 판단을 내릴 수 있었다. 또한, ACM을 구성하고 있는 원심압축기와 반경류형 터빈의 제작 및 시험법은 유사 시스템 및 일반 터보기계류의 국산화개발에 유용하게 이용될 것으로 기대된다.