• 대한기계학회논문집B
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• 제29권8호
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• pp.887-894
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• 2005

This paper describes effects of incidence angle on the wake turbulent flow of a high-turning turbine rotor blade. For three incidence angles of -5, 0 and 5 degrees, energy spectra as well as profiles of mean velocity magnitude and turbulence intensity at mid-span are reported in the wake. Vortex shedding fiequencies are obtained from the energy spectra. The result shows that as the incidence angle changes from -5 to 5 degrees, the suction-side wake tends to be widened and the deviation angle is increased. Strouhal numbers based on the shedding fiyequencies have a nearly constant value, regardless of the tested incidence angles.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.324-330
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• 2005

For axial-type turbines which operate at partial admission, a performance prediction model is developed. In this study, losses generated within the turbine are classified to windage loss, expansion loss and mixing loss. The developed loss model is compared with experimental results. Particularly, if a turbine operates at a very low partial admission rate, a circular-type nozzle is more efficient than a rectangular-type nozzle. For this case, a performance prediction model is developed and an experiment is conducted with the circular-type nozzle. The predicted result is compared with the measured performance, and the developed model quite well agrees with the experimental results. So the developed model could be applied to predict the performance of axial-type turbines which operate at various partial admission rates or with different nozzle shape.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.15-20
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• 2004

Numerical analysis of the partial admission turbine in the KARI turbopump has been performed. Flow field of the partial admission turbine is intrinsically unsteady and three dimensional. To avoid heavy computational efforts, the frozen rotor method is adopted in computation and compared with the mixing plane approach. The frozen rotor method can represent the variation of a flow field along the circumferential direction of rotor blades, which have the different relative positions to the nozzle with one another. It also illustrates the wake loss mechanism starting from the lip of a nozzle, which is not captured in the mixing plane method. The frozen rotor method has proven to be an efficient tool for the design of a partial admission turbine.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.7-14
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• 2002

The effect of tip clearance is important part for turbomachinery performance. Tip leakage flow due to tip clearance is mixed with passage vortex. Large amount of loss is generated at the mixing region and overall performance of turbomachinery is reduced. Numerical calculation of the 1st stage rotor of GE7FA gas turbine is carried out to investigate tip clearance effect on performance, pitchwise variations of velocity profiles, pressure distributions and loss coefficients. A commercial code, CFX-TascFlow is validated in this study.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.13-19
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• 2006

For axial-type turbines which operate at partial admission, a performance prediction model is developed. In this study, losses generated within the turbine are classified to windage loss, expansion loss and mixing loss. The developed loss model is compared with experimental results. Particularly, if a turbine operates at a very low partial admission rate, a circular-type nozzle is more efficient than a rectangular-type nozzle. For this case, a performance prediction model is developed and an experiment is conducted with the circular-type nozzle. The predicted result is compared with the measured performance, and the developed model quite well agrees with the experimental results. So the developed model could be applied to predict the performance of axial-type turbines which operate at various partial admission rates or with different nozzle shape.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1442-1446
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• 2004

The heat (mass) transfer characteristics on the blade surface of a first-stage turbine rotor cascade has been investigated by employing the naphthalene sublimation technique. A four-axis profile measurement system is employed for the measurements of the local heat (mass) transfer coefficient on the curved blade surface. The experiments are carried out for two free-stream turbulence intensities of 1.2% and 14.7%. The high free-stream turbulence results in more uniform distributions of heat load on the both pressure and suction surfaces and in an early boundary-layer separation on the suction surface. The heat (mass) transfer enhancement on the suction surface due to the endwall vortices is found to be relatively small under the high free-stream turbulence.

• 기계저널
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• 제57권11호
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• pp.44-49
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• 2017

항공용 가스터빈엔진 개발은 전문성과 경험을 요하는 많은 요소기술과 시험설비, 그리고 상당한 개발기간과 세부단계별 검증을 필요로 하는 복잡한 프로세스로 구성된다. 고온/고압 및 고속 회전 등 매우 가혹한 조건에서 운용되는 제품 특성 때문에 장납기 및 고가의 내열/고강도 소재 혹은 주단조 개발, 정밀한 제작 치수 및 공정관리, 코팅/브레이징/용접 등 고 난이도의 특수공정관리, 정교한 조립 및 다양한 종류의 엔진 검증 시험 등을 필요로 하며 이러한 이유로 상세설계 이후의 조립/시험 단계에서 설계변경이 발생할 경우 개발일정 및 비용 관점에서 제품개발에 큰 부담을 초래하게 된다. 공력/이차유로/열전달/구조/동특성/시스템 설계 등 개발 단계별 다양한 기법의 시뮬레이션 및 사전 검증시험 등의 중요성이 크게 부각된다. 이 글에서는 한화테크윈(혹은 HTW 로 표기)의 엔진개발 경험에 기반한 단계별 개발 시험의 종류, 필요 시험 설비 및 한화테크윈의 설비 운용 특징에 대해 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1391-1398
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• 2011

반동도에 따른 증기터빈의 설계 및 성능 해석을 컴퓨터 시뮬레이션으로 수행하였다. 깃 각도와 출구면적, 노즐면적과 같은 설계변수들과 터빈동력, 선도효율, 축방향 추력과 같은 성능변수들을 반동도에 따라 나타내었다. 추가적인 설계 및 성능변수에 대한 정보를 제공하기 위하여, 깃 각도와 터빈동력, 선도효율, 축방향 추력과 같은 주된 설계 및 성능변수들을 유동계수(주속도에 대한 축방향속도)의 함수로 제시하였다. 터빈동력, 선도효율을 최대로 하는 반동도 및 유동계수가 존재함이 밝혀졌으며, 반동도가 증가함에 따라 동익의 깃 형상은 대칭형으로부터 많이 벗어남을 보여주었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1995년도 추계 학술대회논문집
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• pp.225-234
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• 1995

터빈익렬내부의 유동해석을 위해 비압축성 점성유동해석을 이용한 수치 해석 프로그램을 개발하였다. 지배방정식으로는 2차원의 비정상 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 일반화된 곡선좌표계로 전환하여 암시적으로(implicitly) 반복적인 시간진행방법을 이용하여 유동해석을 하였다. 지배방정식의 각항들은 시간에 대해 1차의 정확도 그리고 영역에 대해서는 2차의 정확도, 대류항에 대해서는 3차의 정확도를 가지는 Upwind기법을 적용하였다. 특히, 실험적 접근이 매우 어려운 터빈의 정익과 회전하고 있는 동익과의 상호운동을 멀티블럭기법과 데이터 interface를 통해 보다 쉽게 해석할 수 있었다. 본 연구결과는 정익만을 계산한 타 연구자의 결과와의 비교시 매우 일치하였으며 물리적인 유동을 잘 파악할 수 있었다. 난류유동 해석을 위해서 Baldwin-Lomax 모델을 적용하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권2호
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• pp.26-34
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• 2009

터빈 익렬 내에서 발생하는 2차유동손실은 터빈 동익 또는 정익렬에서 전체 공기역학적 손실의 30~50%차지하며, 터빈 효율 향상에 있어 개선해야 될 중요한 부분으로 인식되고 있으며, 과거부터 2차유동에 의한 손실을 줄이기 위한 많은 연구들이 수행되었다. 본 논문에서는 2차유동손실을 일으키는 요인 중의 하나인 말굽와류의 강도를 감쇄시키기 위해 일반적인 날개 앞전에 모서리 홈을 설치하였으며, 설치 홈의 높이 및 깊이 등의 형상 변수를 변화시켜가면서 말굽와류의 발생 영역 및 강도의 감쇄 특성 및 구조에 대해 상용코드인 $FLUENT^{TM}$를 이용하여 수치해석적인 방법으로 연구하였다. 그리고 최상의 경우, 기준 모델의 경우보다 전압력 손실이 약 1.55% 감소함을 발견하였다.