• 대한조선학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.372-379
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• 2015

The blade root fillets which have strong influences on the performance of propellers in the both structural and hydrodynamic points of view, are mechanical parts for smooth connection surface with a blade and a hub. A few related researches (Sabol, 1983; Kennedy, 1997) have noted that 3T-T/3 double radius section design would be suitable for reducing Stress Concentration Factor(SCF) and increasing Cavitation Inception Speed(CIS). In this paper, it is confirmed that this compound cross-section design has come close to the optimum solution in the shape optimization standpoint so that it could protect the propeller blade under the frequent and various loading cases. On that basis, we suggest the definite and simple fillet design methodology that has the cross-section with nT-T/n compound radius and elliptic shape which could sustain the given derivatives information as well as the offsets at the boundary and all inner region of the fillet surface. In addition, the result of design is presented in form of IGES file format in order to connect with NC machine seamlessly.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.424-432
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• 2011

원심압축기 임펠러의 최적화연구를 수행하기 위하여 임펠러의 형상변수와 설계변수에 관한 연구를 수행하였다. 최적화된 결과로부터 성능향상이 달성되었는지를 평가하기 위하여 기존에 실험되어진 임펠러를 선택하였으며, 이 임펠러에서 최적화를 위한 설계변수를 선정하였다. 임펠러 유로에서 허브와 쉬라우드에서의 형상은 베지어곡선으로 재설계되었다. 또한 임펠러 허브와 팁에서의 블레이드 캠버선도 베지어곡선으로 표현하였다. 각각의 형상곡선은 6-8개의 조정점으로 충분히 일치하는 곡선을 얻게 되었으며, 이 중 형상의 변화에 큰 영향을 미치는 조정점을 선택하여 8개의 설계변수로 최적화가 가능함을 보여주었다. 따라서 기존에 사용되고 있는 원심압축기 임펠러의 점 데이터를 활용하여 최적화 형상을 위한 연구가 진행될 수 있음을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.71-77
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• 2021

가스터빈 블레이드를 고온의 주유동으로부터 보호하기 위해 다양한 냉각 기법이 연구되었고, 팬 형상 홀을 포함한 다양한 막냉각 홀 형상에 대해서도 연구가 수행되어왔다. 하지만, 소형 가스터빈에 대한 수요가 증가함에 따라 얇은 벽에 적용할 수 있는 막냉각 홀에 대한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 수치해석을 통하여 분사율 1과 2에서 팬 형상 홀의 형상 변수의 영향을 연구하였다. 또한, 원형부 길이와 전방향 및 횡방향 확장각, 세 가지 변수에 대하여 최적화를 수행하였다. 각 분사율에서 최적화된 두 형상은 유사한 형상 변수와 냉각 성능을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2001년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.1-8
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• 2001

A CFD-based design method for transonic axial compressor blades was developed based on three-dimensional Navier-Stokes flow physics. The method employs a sectional three-dimensional (S3D) analysis concept where the three-dimensional flow analysis is performed on the grid plane of a span station with spanwise flux components held fixed. The S3D analysis produced flow solutions nearly identical to those of three-dimensional analysis, regardless of the initialization of the flow field. The sectional design based on the S3D analysis can include three-dimensional effects of compressor flows and thus overcome the deficiencies associated with the use of quasi-three-dimensional flow physics in conventional sectional design. The S3D design was first used in the inverse triode to find the geometry that produces a specified target pressure distribution. The method was also applied to optimize the adiabatic efficiency of the blade sections of Rotor 37. A new blade was constructed with the optimized sectional geometries at several span stations and its aerodynamic performance was evaluated with three-dimensional analyses.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1203-1208
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• 2009

In this paper, the flow characteristics of the mixed-flow pump impellers and diffusers were numerically predicted by commercial CFD software and DOE(design of experiments). We also discussed how to improve the performance of the mixed-flow pump by designing the impeller and diffuser in the mixed-flow pump. Geometric design variables were defined by the vane plane development which indicates the blade-angle distributions and length of the impeller and the diffusers. Firstly, the design optimization of the defined impeller geometric variables has been done. After that, the flow characteristics were analyzed in the point of incidence angle at the diffuser leading edge for the optimized impeller. Then design of the defined diffuser shape variables has been performed. The reason for the performance improvement was discussed by examining the flow characteristics through the diffuser.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.449-452
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• 2009

본 연구에서는 소형 플랩을 채용하여 능동하중제어를 이루고자하는 풍력 블레이드의 적용을 염두해 둔 에어포일 설계를 수행하였다. 블레이드 팁 부분에 플랩을 적용하고자 하는 경우 플랩의 구동장치, 연결 부위 등의 장치 설치를 위한 공간이 블레이드 내부에 필요하다. 이를 위하여 기존의 에어포일의 성능을 유지하면서 뒷전의 두께비가 증가된 에어포일 형상의 설계가 필요하다. 최적설계를 위하여는 MIGA(Multi- Island Genetic Algorithm)을 채용하였으며 에어포일의 성능 계산을 위하여는 Xfoil을 결합하였다. 또한 형상 생성을 위하여 Hick-Henne 형상 함수를 이용하였다. 위와 같은 방법으로 설계된 에어포일은 코드길이 85% 위치에서 두께비 6.3%,양항비 133을 가지게 되어 기본으로 설정한 DU180 에어포일에 비해 성능과 필요 두께비를 모두 능가하는 에어포일이 되었다.

• 신재생에너지
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• 제5권4호
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• pp.29-32
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• 2009

본 연구에서는 소형 플랩을 채용하여 능동하중제어를 이루고자하는 풍력블레이드의 적용을 염두해 둔 에어포일 설계를 수행하였다. 블레이드 팁 부분에 플랩을 적용하고자 하는 경우 플랩의 구동 장치, 연결 부위 등의 장치 설치를 위한 공간이 블레이드 내부에 필요하다. 이를 위하여 기존의 에어포일의 성능을 유지하면서 뒷전의 두께비가 증가된 에어포일 형상의 설계가 필요하다. 최적설계를 위하여는 MIGA(Multi-Island Genetic Algorithm)을 채용하였으며 에어포일의 성능 계산을 위하여는 Xfoil을 결합하였다. 또한 형상 생성을 위하여 Hick-Henne 형상 함수를 이용하였다. 위와 같은 방법으로 설계된 에어포일은 코드길이 85% 위치에서 두께비 6.3%,양항비 133을 가지게 되어 기본으로 설정한 DU180에어포일에 비해 성능과 필요 두께비를 모두 능가하는 에어포일이 되었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.11-16
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• 2013

A numerical study was conducted to improve the performance of an impeller of centrifugal compressor. Nine design variables were chosen with constraints. Only meridional contours and blade profile were adjusted. ANN (Artificial Neural Net) was adopted as a main optimization algorithm with PSO (Particle Swarm Optimization) in order to reduce the optimization time. At first, ANN was learned and trained with the design variable sets which were obtained using DOE (Design of Experiment). This ANN was continuously improved its accuracy for each generation of which population was one hundred. New design variable set in each generation was selected using a non-gradient based method of PSO in order to obtain the global optimized result. After $7^{th}$ generation, the prediction difference of efficiency and pressure ratio between ANN and CFD was less than 0.6%. From more than 1,200 design variable sets, a pareto of efficiency versus pressure ratio was obtained and an optimized result was selected based on the multi-objective function. On this optimized impeller, the efficiency and pressure ratio were improved by 1% and 9.3%, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.60.1-60.1
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• 2011

본 연구에서는 풍력 터빈 블레이드의 다분야 통합 최적 설계를 위하여, 진동하는 비정상 공력하중에 의한 작동 수명을 고려한 최적화 과정을 수행하였다. 최적화 대상으로는 NREL의 1.5MW 급 풍력터빈을 baseline 으로 하였고, NREL의 FAST 프로그램을 이용하여 발전기의 정격 출력 및 블레이드에 작용하는 비정상 공력 하중 특성을 분석하였다. 최적화 수행 시 블레이드 형상의 효율적인 구현을 위해 형상모델링 함수를 이용하여 코드 길이와 트위스트 분포를 모델링하였다. 그리고 상용 MDO Framework 인 Piano를 이용하여 블레이드 루트부의 비정상 공력하중 조건을 완화시키는 최적화 설계를 수행하였다. 정격출력을 유지하면서도 Out of Plain 방향의 하중 조건을 개선하여 보다 긴 작동 수명을 기대할 수 있는 블레이드 형상을 설계하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.116-121
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• 2002

Axial fans are widely used in heavy machines due to their ability to produce high flow rate for cooling of engines. At the same time, the noise generated by these fans causes one of the most serious problems. This work is concerned with the low noise technique of discrete frequency noise. To calculate the unsteady resultant force over the fan blade in an unsymmetric engine room. Time-Marching Free-Wake Method is used. From the calculations of unsteady force on fan blades, noise signal of an engine cooling fan is calculated by using an acoustic similarity law. Noise optimization is obtained from Neural Network which is constructed based on the calculated flow rate and noise spectrum.