• 대한기계학회논문집B
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• 제26권2호
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• pp.201-210
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• 2002

Experiments were done for performance and flow characteristics of a counter-rotating axial flow fan. Performance curves of a counter-rotating axial flow fan were obtained and compared by varying the blade pitch angles. The fan characteristic curves were obtained following the Korean Standard Testing Methods for Turbo Fans and Blowers (KS B 6311). The fan flow characteristics were measured using a five-hole probe and a slanted hot-wire. The velocity profiles between the hub and tip of the fans were measured and analyzed at the peak efficiency point. The peak efficiency of the counter-rotating axial flow fan was improved about 15% respectively, compared with the single rotating axial fan. The single rotating axial flow fan showed relatively law efficiency due to the swirl velocities behind rotor exit which produced pressure losses. The counter-rotating axial flow fan showed that the swirl velocity generated by the front rotor was eliminated by the rear rotor and the associated dynamic pressure is recovered in the from of the static pressure rise.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.173-179
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• 2012

본 논문에서는 부분 흡입형 초음속 터빈의 로터 블레이드에 ${\pm}15^{\circ}$의 스윕 각도를 적용하여 그에 의한 효과와 공력 특성을 살펴보기 위해 정상상태 유동해석과 비정상상태 유동해석을 동시에 수행하고 그 결과를 비교해 보았다. 3차원 Navier-Stokes 유동해석에는 상용 코드인 FLUENT 6.3 Parallel을 사용하였다. 모든 계산 케이스들에서 정상상태 유동해석에 비해 비정상상태의 경우가 손실이 더욱 크게 나오는 결과를 나타내었다. 후방스윕(BSW)모델은 기준모델(NSW)에 비해 팁 간극으로 빠져나가는 누설 손실량을 줄이는데 큰 효과가 있었고 비정상상태 유동 해석에서는 로터 출구면 정효율의 증가현상이 더욱 뚜렷하게 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제23권3호
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• pp.171-189
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• 2016

An adjustable, louver-type wind barrier was introduced in this study for improving the running safety and ride comfort of train on the bridge under the undesirable wind environment. The aerodynamic characteristics of both train and bridge due to this novel wind barrier was systematically investigated based on the wind tunnel tests. It is suggested that rotation angles of the adjustable blade of the louver-type wind barrier should be controlled within $90^{\circ}$ to achieve an effective solution in terms of the overall aerodynamic performance of the train. Compared to the traditional grid-type wind barrier, the louver-type wind barrier generally presents better aerodynamic performance. Specifically, the larger decrease of the lift force and overturn moment of the train and the smaller increase of the drag force and torsional moment of the bridge resulting from the louver-type wind barrier were highlighted. Finally, the computational fluid dynamics (CFD) technique was applied to explore the underlying mechanism of aerodynamic control using the proposed wind barrier.

• Wind and Structures
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• 제32권3호
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• pp.205-217
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• 2021

Cold regions with high air density and wind speed attract wind energy producers across the globe exhibiting its potential for wind exploitation. However, exposure of wind turbine blades to such cold conditions bring about devastating impacts like aerodynamic degradation, production loss and blade failures etc. A series of wind tunnel tests were performed to investigate the effect of icing on the aerodynamic properties of wind turbine blades. A baseline clean wing configuration along with four different ice accretion geometries were considered in this study. Aerodynamic force coefficients were obtained from the surface pressure measurements made over the test model using MPS4264 Simultaneous pressure scanner. 3D printed Ice templates featuring different ice geometries based on Icing Research Tunnel data is utilized. Aerodynamic characteristics of both the clean wing configuration and Ice accreted geometries were analysed over a wide range of angles of attack (α) ranging from 0° to 24° with an increment of 3° for three different Reynolds number in the order of 105. Results show a decrease in aerodynamic characteristics of the iced aerofoil when compared against the baseline clean wing configuration. The key flow field features such as point of separation, reattachment and formation of Laminar Separation Bubble (LSB) for different icing geometries and its influence on the aerodynamic characteristics are addressed. Additionally, attempts were made to understand the influence of Reynolds number on the iced-aerofoil aerodynamics.

• 한국음향학회지
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• 제39권5호
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• pp.379-389
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• 2020

본 논문에서는 무선진공청소기용 팬 모터 단품의 유량 및 소음성능을 향상시키기 위하여 무선청소기 유로를 통하여 공기를 흡입하는 임펠라에 대한 최적설계를 수행하였다. 우선, 팬 모터 단품, 특히 임펠라의 유동장을 분석하기 위하여 비정상, 비압축성 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)에 기초하여 해석하였다. 예측한 유동장 정보를 입력값으로 Ffowcs-Williams and Hawkings(FW-H) 방정식을 사용하여 임펠라로부터 방사되는 소음을 수치적으로 예측하였다. 유량과 소음에 대한 수치해석 결과를 실험을 통해 측정한 팬 모터 단품의 P-Q 곡선과 음압 스펙트럼과 비교하여 사용한 수치방법의 유효성을 확인하였다. 수치해석결과로부터 임펠라 날개의 코드방향 중간부분의 급격한 곡률 변화로 인하여 강한 와류가 형성되는 것을 확인하였다. 와류는 유동에는 손실로 소음에는 소음원으로 작용하기 때문에 기존의 임펠라를 재설계하여 와류를 개선하고자 하였다. 2인자 반응표면방법을 사용하여 최대유량과 최소소음을 나타내는 입·출구 뒷젖힘각(sweep angle)을 결정하였다. 최종 선정된 설계안에 대한 추가 해석을 통하여 유량성능과 소음성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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• pp.89-96
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• 2008

This paper investigates the effect of blade deformation, caused by manufacturing inaccuracies, on the performance of a 2-stage axial steam turbine. A high fidelity 3D coordinate Measurement Machine has been employed to obtain the exact geometrical model of the blades. A Streamline Curvature solver was used to predict the overall performance of the turbine. During the manufacturing process of the casts and of the blades themselves, several types of errors can occur which lead to a different geometry from that envisaged by the designer. The main objective of this study is to investigate the effect of those errors on the performance of a 2-stage experimental axial steam turbine. A high fidelity measurement of the actual geometry of both stator and rotor blades has been carried out, using a 3D Coordinate Measurement Machine. The cross sections of the blades obtained by the measurement were compared with those produced by the design process to evaluate the change in blade inlet/exit angles. In addition, the geometrical deviations from the initial design have been subjected to a statistical study in order to locate the nature of the error. The actual(measured) model has been used as input into a Streamline Curvature solver to evaluate its performance. Finally, a comparison with the performance plots of the original geometry has been carried out. A measurable change of efficiency as well as in the total power delivered by the turbine was found. This suggests that the accumulated error caused during the manufacturing procedure plays a significant role in the overall performance of the machine by making it less efficient by more than 1%. Reverse engineering techniques are proposed to predict and alleviate these errors leading thereby to a final design of each stage with improved performance.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.301-307
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• 2011

본 연구에서는 생활폐기물 관로이송 설비에서 사용되고 있는 터보블로어 입구베인의 설정각도에 따른 성능특성을 삼차원 나비어-스톡스 방정식을 통한 수치해석과 실험적인 방법을 적용하여 분석하였다. 다양한 압력특성에 따라 운전되는 시스템 특성을 고려하여 2 대의 터보블로어를 직렬로 연결한 실험용 시뮬레이터를 설계, 제작하고 각각의 터보블로어 성능특성을 입구베인의 설정각도에 따라 분석하였다. 입구베인의 설정각도에 따른 터보블로어 성능특성을 수치해석과 실험적 평가밥법으로 분석하여, 입구베인 설정각도가 완전 개방조건인 90 도에서 60 도까지 사용하였을 경우 효율의 손실없이 압력 및 유량을 제어할 수 있음을 확인하였다. 입구베인의 설정각도가 작은 경우에는 입구측의 스월흐름으로 인하여 입구 유속분포가 불균일하게 되며, 이로 인하여 하류측에 설치되는 터보블로어의 효율이 상대적으로 감소됨을 알 수 있었다.

• 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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• 제34권10호
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• pp.16-23
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• 2006

저 레이놀즈수에서 NACA 0012 에어포일의 경계층 거동에 관한 연구가 터빈 블레이드와 초소형 비행체에서 적용될 수 있는 경계층을 파악하기 위하여 수행되었다. 레이놀즈수 Re=$2.3{\times}10^4$, $3.3{\times}10^4$, $4.8{\times}10^4$과 정적 받음각 ${\alpha}$=$0^{\circ}$, $3^{\circ}$, $6^{\circ}$에서 경계층을 측정하기 위해 열선 풍속계가 사용되었다. 연구결과는 정적 받음각 =$0^{\circ}$에서는 층류 경계층이 에어포일 표면에 부착되며, 정적 받음각 $3^{\circ}$에서는 경계층 층류 분리가 발생된 것을 보여준다. 더욱이 본 연구에서 경계층 재부착 현상은 정적 받음각 $6^{\circ}$에서 레이놀즈수 $3.3{\times}10^4$와 $4.8{\times}10^4$에서 발생된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권11호
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• pp.903-910
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• 2014

선풍기는 유도 전동기에 의해 구동되는 축류형 날개를 가진 기계이다. 본 연구에서는 기본 설계된 선풍기의 날개를 바탕으로 스태킹 라인의 최적 설계를 통해 선풍기의 성능 향상을 목표로 하였다. 전산 해석을 위해 상용 툴인 Ansys 사(社)의 CFX 14.5를 이용하였고, 난류 모델은 k-${\omega}$ SST 를 사용하였다. 설계 변수는 스윕 각과 기울기 각으로 설정하였고, 유량과 토크를 목적함수로 설정하여 스태킹 라인의 최적화를 수행하였다. 최적화 결과 풍량이 증가하였고, 토크가 감소함을 확인 하였다. 최적화된 모델과 기본 모델은 KS C 9301을 이용하여 측정되었으며, 전산 해석 결과를 검증하였다.