• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.43-53
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• 2020

프리스월 노즐과 리시버 홀의 상대적 위치가 반경방향 분사방식 프리스월 시스템의 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 5개의 프리스월 노즐 위치와 4개의 리시버 홀 위치 조합을 통해 20개의 설계점에 대한 분석을 진행하여 유량계수와 온도 강하 효율 변화 경향성을 연구하였다. 시스템 유량계수는 프리스월 노즐의 압력비와 비슷한 경향을 보였다. 캐비티 내부의 유동이 벽면의 영향을 크게 받을수록 시스템 성능 변화가 발생하였으며 회전면보다 정지면의 영향력이 더 큰 것을 확인하였다. 형상변수 변화에 따라 기준 설계점 대비 유량계수는 -1.39%~1.25%, 온도강하효율은 -5.41%~2.94% 변화하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.881-889
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• 2019

가스터빈 이차 유로의 프리스월 시스템은 터빈의 효율을 높이고 소재의 수명을 연장하기 위해 설치되는 냉각 장치이다. 본 연구에서는 프리스월 시스템의 설계점을 기준으로 가스터빈 외기 온도와 터빈 부하 변화에 따른 탈설계점 분석을 수행하였다. 탈설계점에서 내부 유동의 특성을 분석하기 위하여 유량계수와 단열계수를 비교하였다. 터빈 부하 증가에 따라 시스템 내부 냉각 공기의 체적 유량이 증가하였고, 단열계수 또한 20% 터빈 부하와 비교하여 100% 터빈 부하에서 30.46% 상승하였다. 외기 온도가 증가할수록 질량 유량과 냉각 공기의 밀도는 감소하였지만 체적 유량은 상승하였으며, 결과적으로 프리스월 시스템 내부의 냉각 성능은 향상되었다. 프리스월 시스템 출구에서 -20℃ 외기 온도와 비교하여 55℃ 외기 온도의 단열계수는 14.82% 향상되었다.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권2호
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• pp.63-69
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• 2022

In this research, the rotordynamic characteristics of the labyrinth seal with and without swirl brake were predicted using the computational fluid dynamic (CFD) model. Based on previous studies, a simple swirl brake consisting of square vanes without stagger angle is designed and placed in front of the seal inlet. The rotating frame of reference is utilized to consider the whirling motion of the rotor in the steady-state analysis since the whirling motion is transient behavior in nature. CFD analysis was performed in the range of -1 to 1 pre-swirl ratio for a given seal and swirl brake design and operating conditions. The CFD analysis result shows that the swirl brake effectively reduces the pre-swirl since the circumferential fluid velocity of labyrinth seal with swirl brake was lower than that without swirl brake. The cross-coupled stiffness coefficient, which is greatly affected by the circumferential fluid velocity, increased with an increasing pre-swirl ratio in a seal without a swirl brake but showed a low value in a seal with a swirl brake. The change in the damping coefficient was relatively small. The effective damping coefficient of the labyrinth seal with swirl brake was generally constant and showed a higher value than the labyrinth seal without swirl brake.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.21-28
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• 2017

Optimization process of pre-swirl nozzle geometry was conducted to improve the discharge coefficient of pre-swirl system by using CFD. The optimization of pre-swirl nozzle shape covered the converging angle and the location of the converging nozzle. Optimization process included Optimal Latin Hyper-cube Design method to get the experimental points and the Kriging method to create the response surface which gives candidate points. The process was finished when the difference between the predicted value and CFD value of candidate point was less than 0.1 %. This paper compared the Reference model, Initial model which is the first model of optimization and Optimized model to study flow characteristics. Finally, the discharge coefficient of Optimized model is improved about 17 % to the Reference model.