• 동력기계공학회지
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• 제11권2호
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• pp.38-43
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• 2007

전자기적으로 지지되는 임펠러를 가진 원심 혈액 펌프는 기존의 심장 펌프에 비해 많은 장점을 가지고 있지만, BVAD의 틈새에서 발생하는 유체 동역학적인 문제는 여전히 규명이 되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 BVAD의 틈새에서 발생하는 혈액외상(blood trauma)의 예측에 대한 연구에 중점을 두고 있다. 일반적으로 원심 혈액 펌프의 설계를 위해 전자기적으로 지지되는 원심 혈액 펌프의 디스크 틈새에서 발생하는 혈액의 손상을 평가하는 방법으로 CFD를 이용한 방법이 널리 이용되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 초기 원심 혈액 펌프의 설계 단계에서 펌프의 특성을 평가하기 위하여, 축 방향 틈새의 영향과 회전수 변화에 따른 누수경로의 전단 응력의 크기 평가를 CFD를 사용하여 해석하여 보았다.

• 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.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권1호
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• pp.130-137
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• 2019

원심 해수냉각 펌프를 분석하기 위하여 다른 운전 유량에 대한 캐비테이션 거동을 조사하였다. 3D 2상 해석은 ANSYS-CFX 상용코드로 수행되었다. 해석에는 $k-{\varepsilon}$ 난류와 Rayleigh-Plesset cavitation 모델이 사용되었다. 수치 예측에 기초하여 세 가지 토출 유량값에 대하여 헤드 드롭 특성곡선이 작성되었다. 더 높은 유량에서 임펠러는 버블 캐비테이션에 보다 취약하다. 0.7Q, Q 및 1.3Q(Q: 설계 유량)에서 작동하는 펌프의 3 % 헤드 드롭 위치는 각각 NPSHa 1.21 m, 1.83 m 및 3.45 m에 해당한다. 증기 기포의 볼륨이 예측되고 캐비테이션의 위치는 임펠러 내에서 발생하는 캐비티를 시각화하여 예상하였다. 또한, 압력계수와 날개 부하 분포가 구체적으로 제시되어 캐비테이션이 펌프 운전에 미치는 해로운 영향을 나타냈다. 또한, 압력계수 분포와 날개부하 차트가 구체적으로 제시되어, 펌프 운전에 캐비테이션이 미치는 해로운 영향을 나타냈다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.37-43
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• 2008

An inducer is employed in a modern rocket feed system because it allows a turbopump system to operate at a high speed with low inlet pressures so as to minimize the weight and the size of the system. Cavitation performance can be improved by installing an inducer to the pump, enabling to increase the operational speed of the pump. The main purpose of an inducer is to increase the static pressure prior to an impeller to enable the impeller to operate satisfactorily under cavitation environments. In the present study the effects of axial distance between the inducer and the impeller on the performance of the pump were studied using both experimental and computational methods. Two inducers with different axial length were used for the experiments and the pump performances were measured. The experimental results show that the suction performance decreases as the axial gap between the inducer and impeller is increased.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.395-403
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• 2020

In this paper, the performance characteristics of the impeller and volute in the 2 vane pump were investigated using response surface method (RSM) with commercial computation fluid dynamics (CFD) code. Design variables were defined with the impeller blade angle and volute area distribution. The objective functions were defined as the total head, total efficiency and solid material size of the 2 vane pump. The design optimization of the design variables was determined using the RSM. The numerical results for the reference and optimum models were compared and discussed in this work.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.293-301
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• 2020

This paper describes a numerical study on the improvement of performance of the 2 vane pump impellers. The design of these impellers was optimized using a commercial computation fluid dynamics code and design of experiments. Geometric design variables were defined by the impeller blade angle distribution. The objective functions were defined as the total head, total efficiency and solid material size of the impellers. The importance of the geometric design variables was analyzed using 2^k factorial designs. The interaction between the total head, total efficiency and solid material size, according to the impeller blade angle distribution, is discussed by analyzing the 2^k factorial design results.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.205-211
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• 2018

Performance evaluation of a regenerative pump has been compared with a conventional open channel impeller and a S-shaped continuous impeller designed newly. To analyze flow field for both pumps, analysis code, CFX, is employed. Unstructured grids are used to represent a composite geometryincluding blade, casing and ducts. Throughout the comparisons between numerical simulation and experiments, the predicted efficiency has a good agreement with the experimental one. It is noted that the pump having a S-shaped continuous impeller is about 4.8 percent more efficient than conventional one, which is due to the relatively large pressure increase. Detailed flow field inside the pump is also analyzed and compared.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.58-63
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• 2016

This research is to investigate the performance analysis for efficient design with four different inlet angles of the centrifugal pump impeller. Assuming that the rotation speed and exit angle are fixed, Four cases of the centrifugal pumps were numerically analyzed using ANSYS FLUENT. According to the numerical results, head and pump efficiency at inlet angle of 20 degrees was highest. There is no big difference of efficiency at inlet angle of 20 degrees compared to the inlet angle 30 degrees. About 15% of efficiency at inlet angle of 20 degrees is higher than inlet angle of 40 degrees and 31% higher than inlet angle oof 50 degrees. Because there is liner functional relationship between speed and flow rate, suction flow rate at inlet angle of 20 degrees is superior to the inlet angle of 30 degrees as much as 0.89%, inlet angle of 40 degrees as 13%, inlet angle of 50 as 28.4%. Head at inlet angle of 20 degrees is superior to the inlet angle of 30 degrees as much as 0.4%, inlet angle of 40 degrees as 2.7%, inlet angle of 50 degrees as 3.2%. There should exist highest efficiency and also optimal design shape at inlet angle of 20 degrees.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.183-190
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• 2014

본 논문은 해양플랜트용 다상유동 펌프 개발에 대한 주제로 연구를 수행한 내용이다. 연구 수행을 위하여 다상유동 펌프 임펠러와 디퓨져 기본 모델을 선정한 후 수치해석을 통한 성능 평가를 수행하였다. 실험 계획법(DOE)을 이용한 최적 설계를 수행하기 위해 임펠러와 디퓨져에 대한 설계 변수와 변수 변화 범위를 선정하였으며 선정된 변수들에 대한 시험 셋을 산출하여 수치해석을 통한 성능 평가를 수행하였다. 각 시험 셋에 대한 성능 평가 결과를 분석하여 설계 변수들에 대한 영향성 평가를 수행하였으며 최종적으로 다상유동 펌프에 대한 최적 모델을 도출하였다. 추가적으로 다상유동 해석을 수행하여 기체체적률(Gas Volume Fraction) 변화에 따른 성능을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.831-842
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• 2015

본 논문에서는 사류펌프의 성능을 향상시키는 최적화 방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 방법은 유동해석코드인 CFX 와 최적화 소프트웨어인 HEEDS 를 연계하는 프로세스로 이루어진다. CFX 는 유체기계해석 분야에서는 잘 알려진 소프트웨어로 해석결과의 신뢰성은 이미 검증되었으나, 새롭게 소개되고 있는 HEEDS 는 주로 구조해석 분야에서 최적화를 수행한 사례가 보고되어 있다. 이에 본 논문을 통해 유체기계에 적용하여 최적화 결과를 검토하였다. HEEDS 에는 SHERPA 라는 최적화 기법이 탑재되어 있으며, 다수의 설계변수를 설정할 수 있어 변수간의 교호작용 등을 효율적으로 검토할 수 있다. 본 논문에서는 DOE 방법으로 최적화가 이루어진 사류펌프 임펠러에 대해 개발된 방법을 적용하여 최적화 결과의 타당성과 안정성을 검토하였으며, 같은 방법을 디퓨저에 적용하여 최적화 형상을 검토하였다. 본 논문에서 개발된 최적화 방법을 이용하여 사류펌프 최적화를 수행한 결과, DOE 방법을 이용한 설계보다 개선된 결과를 적절한 시간 내에 얻을 수 있음을 확인하였다.