• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.881-888
• /
• 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.

• 한국추진공학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.20-28
• /
• 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.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제22권8호
• /
• pp.1173-1182
• /
• 1998

A throughflow analysis program for axial flow turbines is constructed, which can handle not only the two-dimensional multi-streamline (streamline curvature) method but also the one-dimensional mean line method. Calculations are performed for single stage and multi-stage axial flowturbines. For a wide operating range, the performance and flow field calculated by the present streamline curvature method are close enough to the test data. It is also revealed for the single stage turbine that the present analysis leads to far better correspondence with the experiment than other researchers" throughflow analyses. A special focus is put on the comparison of the results between the streamline curvature analysis and the mean line analysis. It is found that the mean line analysis can not predict the performance for highly off-designed conditions as accurately as the streamline curvature method, which shows the importance of considering the spanwise variation of loss and flow.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권12호
• /
• pp.74-79
• /
• 2017

본 하이브리드 노즐은 국부 지점에 집중적으로 분사하기 위해 소화 약제 주위로 워터미스트를 분사하여 커튼과 같이 약제를 가두어 목표 지점에 살포함으로써 소화 성능이 제고 된다. 본 연구에서는 수치해석 연구를 통해 노즐 기단 각 및 워터미스트 노즐 분사 압력이 하이브리드 노즐 성능에 미치는 영향을 워터미스트 및 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 기반으로 정량적으로 비교 분석 하였다. 워터미스트 노즐 실험 결과를 이용하여 수치해서 기법의 타당성을 검증하였으며, 유동장 내 액적 간 충돌, 병합 및 깨짐 등의 거동을 고려하기 위해 정상상태 2-way interaction Discrete Particle Modeling (DPM) 해석을 수행하였다. 분사 압력이 30 bar에서 60 bar로 증가함에 따라 워터미스트 액적의 평균 분포 반경은 약 40 % 감소하는 반면에 소화 약제의 평균 액적 분포 반경은 약 21 % 감소하였다. 또한 기단 각이 $30^{\circ}$에서 $60^{\circ}$로 2배 증가하였을 때 소화 약제의 평균 분포 반경은 약 24 % 증가하였다. 결과적으로 하이브리드 노즐은 워터미스트를 분사를 통해 내부에 분사된 소화 약제를 국부지점 집중적으로 분사하는 데 목적이 있으므로 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 고려하여 워터미스트 분사 압력과 기단 각의 설계가 중요할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제33권2호
• /
• pp.141-148
• /
• 2009

Axial-flow compressor is one of the most important parts of gas turbine units with axial turbine and combustor. Therefore, precise prediction of performance is very important for development of new compressor or modification of existing one. Meanline analysis is a simple, fast and powerful method for performance prediction of axial-flow compressors with different geometries. So, Meanline analysis is frequently used in preliminary design stage and performance analysis for given geometry data. Much correlations for meanline analysis have been developed theoretically and experimentally for estimating various types of losses and flow deviation angle for long time. In present study, meanline analysis program was developed to estimate compressor losses, incidence angles, deviation angles, stall and surge conditions with many correlations. Performance prediction of one stage axial compressors is conducted with this meanline analysis program. The comparison between experimental and numerical results show a good agreement. This meanline analysis program can be used for various types of single stage axial-flow compressors with different geometries, as well as multistage axial-flow compressors.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.265-279
• /
• 1986

Ra=$10^{6}$, Pr=5에서 관열전도율과 두께가 변화할 때의 단일수평관에서의 자연대류 열전달에 관하여 유한차분법을 이용하여 해석적으로 연구하였다. .delta.$_{w}$ /d$_{o}$ =0.1에서 관열전도율이 높을수록 높은 온도와 높은 국소 누셀트 수를 나타 내며, .theta.=20。에서의 원주방향속도는 (r-r$_{o}$ )=0.08에서 최대가 되며 반경방향속 도는 (r-r$_{o}$ )=0.14에서 최대가 된다. 관외벽온도는 관 두께가 증가함에 따라 거의 유사하게 감소한다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75에서 각도변위가 증가함게 따라 국소 누셀트수는 현저히 증가하나 관 두께가 증가함에 따라서는 감소한다. .delta.$_{w}$ / d$_{o}$ =0.1에서 평균 누셀트수와 평균 온도는 무차원 열전도율이 증가함에 따라 $K_{w}$ /K$_{f}$ ＞15에서는 평균 누셀트 수는 서서히 증가하고 평균 온도는 거의 같 은 값을 가지며 지수함수로 표시할 수 있었다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75,50에서 평균 누 셀트수와 온도는 무차원 관 두께가 증가함에 따라 거의 직선적으로 감소되며 선형 함 수로 나타낼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권3호
• /
• pp.207-214
• /
• 2015

해양온도차발전용 터빈의 효율과 크기를 파악하기 위해 R134a를 작동유체로 하고 출력 5 kW인 반경류형 터빈의 설계가 수행되었다. 터빈입구온도 $25^{\circ}C$, 출구 정압 4.9 bar, 질량유량 1.16 kg/s 로 설정하고 평균유동해석을 수행하여 터빈의 회전수와 주요 치수를 결정하였다. 이들을 바탕으로, 3 차원 터빈 모델을 구축하였으며, 도출된 터빈회전수 12,820 rpm에 대하여 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 ANSYS CFX를 이용하여 볼류트와 노즐을 포함하는 터빈 내부 유동장 특성과 효율이 조사되었다. 80%이상의 터빈 효율이 적정 범위 내의 노즐 안내깃 수(10-15 개)에서 제시되었으며, 가장 높은 터빈 효율은 15 개의 안내 깃에서 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.141-144
• /
• 2008

액체추진제 추력기 인젝터로부터 발생하는 분무의 미립화 특성과 공간 분포를 파악하기 위해 이중모드 위상도플러속도계(DPDA)를 사용한다. 평균속도, Sauter 평균직경, 그리고 속도섭동과 같은 분무특성 인자들을 다양한 분무축 및 반경방향 위치에서 계측한다. 이러한 데이터를 반경축상에 정량화하고 직경과 난류강도와의 상관관계를 밝히는데 사용한다. 분무 동적거동의 가시적 이해를 돕기위해, 노즐 오리피스의 기하학적 축과 반경방향이 이루는 좌표에 분무입자들의 속도벡터를 도식화한다.

• 에너지공학
• /
• 제8권1호
• /
• pp.181-188
• /
• 1999

재료의 표면을 pulsed laser로 가열할 때, 유한한 두께를 가지는 반무한 평판의 온도분포를 해석하여 열확산계수, 재료의 두께, 열원의 주기, 그리고 열원의 반경이 온도분포에 미치는 영향을 알아보았다. Pulsed laser에 의하여 가열되는 불투명 고체의 시간에 따른 온도는 전체적으로 증가하지만 열원의 주기와 동일한 주기를 가지고 일정한 온도차를 가지는 전체온도와 평균온도의 차, Tac가 존재한다. 열확산계수가 증가하면 재료 내부로 에너지의 확산이 활발하기 때문에 Tac는 커진다. 재료의 두께가 열확산길이보다 얇은 경우에는 두께변화에 따라서 온도가 민감하게 변하지만, 열확산길이보다 재료의 두께가 두꺼울 때는 두께의 변화에 관계없이 거의 일정한 온도가 나타난다. 열원의 단속주파수가 증가하면 한 주기당 에너지가 작아지므로 Tac의 크기는 작아진다. 열원의 반경이 커지면 단위면적당 에너지가 감소하므로 Tac의 크기는 삼각파, 싸인파, 사각파 순으로 크게 나타난다. 따라서 열원의 파형을 측정하여 이를 적용하는 것이 바람직하다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권1호
• /
• pp.35-42
• /
• 2008

본 연구에서는 원뿔형 압입자를 이용한 압입시험의 기초 유한요소해석으로부터 자기유사성을 나타내는 Kick's law 계수 C의 영향을 조사하고, 선단반경의 변화가 하중-변위 곡선에 미치는 영향을 회귀분석을 통해 살펴보았다. 아울러 항복강도와 변형경화지수 등의 변수들이 재료 영률평가에 미치는 영향을 분석하였다. 기존 영률 평가에 널리 사용되는 탄성이론에 기초한 Pharr 등의 식을 일반적인 탄소성 금속재료에 적용하기 위하여 다양한 재료에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 재료 영률평가 시 압입자 선단반경과 압입깊이의 영향을 최소화하기 위해 Pharr 등의 식에 수정된 보정계수 k를 도입한 영률예측식을 제시하였다. 새로운 영률예측식은 텅스텐 카바이드와 다이아몬드 압입자일 때 모두 2%내의 평균 오차범위에서 각 재료의 영률을 평가할 수 있다.