• 한국추진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2008

실매질 시험용 30톤급 터보펌프 터빈의 성능시험을 수행하였다. 날카로운 익단의 동익과 원호 익단의 동익을 가진 두 종류의 터빈로터에 대한 성능시험을 수행하였으며 아울러 다양한 압력비와 회전수에 따른 터빈 축추력의 변화를 동시에 측정하였다. 시험결과, 날카로운 익단의 터빈로터가 원호익단을 가진 터빈로터에 비해 설계 상사점에서 약 1% 높은 효율을 나타내는 것으로 측정되었다. 터빈 축추력은 회전수에 따라 선형적으로 변화하며 터빈 압력비에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.386-391
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• 2021

터터보 과급은 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 핵심기술이다. 특히 가솔린엔진에서 엔진 다운사이징 등 다른 제어 기술과 결합하여 이산화탄소(CO2) 배출을 감소시키는 데 효과적이다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 맥동유동의 터빈 효율을 측정하였다. 맥동 생성장치가 있는 저온 테스트 벤치를 제작하여 맥동 유동이 있는 비정상상태의 압력과 온도를 측정하고 터빈 효율을 산출하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정 장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 맥동 주파수 25.0 Hz와 33.3 Hz를 공급하면서 터보과급기 회전속도를 60,000 rpm에서 100,000 rpm까지 변화시키며 측정을 수행하였다. 이때 압축비를 1.088에서 1.600 사이의 값으로 조정하였다. 이 측정 조건에서 터빈 효율은 0.517~0.544 값을 보였다. 맥동 주파수 33.3 Hz의 경우, 터빈 회전수 60,000 rpm에서 터빈 효율의 변동은 7.7%이나 터빈 회전수 100,000 rpm에서 변동은 2.6%로 터빈 회전수가 증가함에 따라 맥동의 영향은 감소하였다. 맥동 유동에서의 터빈 효율은 정상 유동 터빈 효율에 비해 터빈 회전수 60,000 rpm 인 경우 7.0%, 회전수 100,000 rpm 인 경우 3.0% 낮은 값을 보이고 있어 맥동 유동이 터빈 효율을 악화시키는 결과를 보였으며 이러한 영향은 터빈 회전수가 증가함에 따라 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.99-105
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• 2002

본 연구에서는 정익과 동익간의 축방향 간격을 달리하여 축류형 터빈에서의 성능시험을 수행하였다. 실험에 사용된 터빈은 저압저속터빈으로써 평균반경에서 반동도가 0.373이며 축류형 3차원 단단터빈이다. 터빈의 평균반경 직경은 257.56mm이며 평균반경에서 동익의 익현은 28.2mm이다. 성능시험을 위한 공기력 입력장치로는 풍동이 사용되었으며 풍동의 터보블로워 동력은 30kW로써 290mmAq의 정압력에서 $340m^3$/min의 공기량을 보낼 수 있다. 터빈에서의 회전수 및 출력은 터빈 축에 직결식으로 연결된 다이나모메터에서 제어되었다. 실험에서 축방향 간격조정은 평균반경에서의 정익 축방향 익현의 1/4에서 3배까지 변경하여 총 9개의 성능시험을 수행하였다. 같은 무차원 유량과 RPM에서 축방향의 간격에 따른 효율의 변화는 최대 8%이내지만 최고효율을 얻게되는 축방향 간격은 1.6-1.9Cx 였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권9호
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• pp.943-954
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• 2010

본 연구에 적용된 터빈은 반경류형이며, 동익의 외경은 108 mm이다. 터빈은 1.4-4.1%의 낮은 부분분사율에서 작동하므로 익형은 축류형으로 설계되었으며 3단으로 구성되었다. 터빈에서 부분분사율과 팁간극 및 노즐유동각의 변화에 따른 성능의 변화를 측정하였다. 또한 터빈의 단수를 변경하면서 각 단수에서 발생되는 출력의 차이에 대한 측정이 이루어졌다. 본 연구의 터빈은 다양한 작동조건에서 운전되므로 넓은 작동범위에 따른 비교를 위하여 회전수를 변경하면서 탈설계 영역에서의 성능 평가가 이루어졌다. 뿐만 아니라 다양한 작동조건에 합당한 시스템의 평가를 위하여 총비오크가 얻어졌다. 아울러 소형터빈의 설계 및 성능예측을 위하여 유동해석을 수행하였으며 얻어진 예측의 결과는 실험으로 얻어진 결과와 잘 일치하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권12호
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• pp.76-82
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• 2005

본 연구에서는 축류형 마이크로터빈의 단 수를 단 단에서부터 최대 6단까지 변경하면서 각 단에서의 공력특성을 측정하였다. 실험에 사용된 마이크로터빈은 터빈입구에서 유량계수가 2.0, 부하계수가 3.25이며 유로의 평균직경이 25.8mm인 소형 축류형 다단터빈이 적용되었다. 정익과 동익의 솔리디티는 0.67~0.75 범위의 값이 적용되었으며 입구에 일정한 질유량과 전압력으로 조정한 후에 터빈의 부하를 변경하면서 탈설계 영역에서의 공력특성을 측정하였다. 본 실험에서는 단 당 최대 2kW/kg/sec의 비출력이 얻어졌으나 단수의 증가에 따라 비출력의 증가폭은 다소 완화되었으며, 토오크의 경우는 단수가 증가되면서 낮은 회전수 영역에서는 토오크의 증가폭이 일정하나 높은 회전수영역에서는 토오크의 증가폭이 둔화되었다. 블레이드의 높이에 비하여 팁간격의 영향이 크므로 터빈의 효율은 낮으나 단 수의 증가에 따라 증가가 가능하다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.301-307
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• 2009

국내에서는 조류속이 강한 곳이 다수 존재하여 조류발전 가능성이 높다. 이러한 조류발전은 유속이 빠른 곳에 터빈과 발전기를 설치하여 해수의 운동에너지로부터 전기를 생산하는 발전방식이다. 본 연구에서는 조류발전 시스템에 사용되는 헬리컬 터빈의 효율과 특성치 등을 현장실험을 바탕으로 파악하고자 하였다. 현장실험을 위하여 지름 2.2 m, 높이 2.5 m의 터빈을 제작하고, 울돌목 협수로의 한 쪽 면에 쟈켓구조물을 설치하여 터빈에 대한 실험을 실시하였다. 3-blade 헬리컬 터빈은 1.5 m/s와 2.1 m/s 사이의 유속에서 30 %정도의 효율을,6-blade 터빈은 25 %정도의 효율을 나타내었으며, 이러한 효율은 유속의 변화에 따라 변함없이 거의 일정한 수준을 나타내었다. 3-blade 터빈의 TSR은 2.4정도인 것으로 파악되었고, 6-blade 터빈의 TSR은 1.9정도로 관찰되었다. 이러한 터빈들의 TSR은 유속이 1.5 m/s에서 2.1 m/s로 변화해도 거의 일정하게 측정되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.94-102
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• 2004

본 연구에서는 회전하는 터빈에서 입사각을 변경하면서 성능을 측정하여, 최적의 입사각을 찾기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 입사각은 터빈 익형의 설계에 중요한 설계변수이기 때문에 최적의 입사각을 찾기 위한 실험적 연구가 많이 수행되었었다. 하지만 대부분의 연구가 직선형이나 환형의 케스케이드에서 수행되었기에 이러한 실험장치에서 얻어진 최적의 입사각을 회전하는 터빈에 적용하는 것은 문제가 없다. 따라서 본 연구에서는 회전하는 터빈에서 입사각의 변경에 다른 성능을 측정하여 최적의 입사각을 얻고자 하였다. 실험결과는 터빈의 성능이 입사각의 변경에 따라 상당한 영향을 받고 있음을 보여주고 있으며 적용 가능한 입사각의 범위는 터빈에 가하여지는 입력공기력의 증가에 따라서 좁아지는 경향을 보여주고 있다. 본 실험에 적용된 익형에서의 최적입사각은 $-12^{\circ}$를 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권1호
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• pp.104-112
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• 2014

상반전 풍력터빈은 설계와 성능 관점에서 최근 각광을 받기 시작하고 있다. 본 논문은 NREL S822, S823을 이용하여 설계 및 모델링한 상반전 풍력터빈에 대해 연구를 수행하였다. 본 논문은 수치해석 기법을 통하여 단일 풍력터빈과 상반전 풍력터빈을 각각 설계하고, 그 성능을 다양한 조건에서 비교하고자 하였다. 그 결과 상반전 풍력터빈은 단일 풍력 터빈에 비해 TSR 3~5 영역에서 보다 높은 성능계수를 나타냈으며, 그 보다 더 높은 TSR 영역에서는 낮은 성능계수를 나타내었다. 이것은 로터 상 하류의 간섭의 간섭 때문이며, 또한 본 연구에서는 낮은 영역의 TSR에서 운전되는 상반전 풍력터빈의 유효성을 함께 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.59-65
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• 2013

본 논문은 헬리컬 풍력터빈을 이용한 풍력터빈 나무의 구조적 안정성을 검토하는데 목적이 있다. 복합재료를 적용하여 헬리컬 로터 블레이드를 설계하였으며, 유한요소 해석을 통하여 안정성을 검토하였다. 또한 4개의 헬리컬 로터를 지지하고 있는 풍력터빈 나무에 대하여 풍압, 로터의 회전 그리고 자중을 고려한 구조해석을 수행하여 설계 타당성을 검토 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권5호
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• pp.65-71
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• 2010

75톤급 개방형 액체로켓용 터보펌프 터빈의 성능시험을 수행하였다. 넓은 압력비와 회전수 영역에서 터빈의 출력을 측정하였으며 이를 통해 터빈로터 전후의 유동특성을 파악하였다. 아울러, 터빈의 효율 변화 및 측정된 로터입구의 압력을 기 개발된 30톤급 터빈과 비교하였으며 이를 바탕으로 설계 의도에 부합되는 향상된 성능의 동익을 재설계하였다.