• 한국추진공학회지
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• 제24권5호
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• pp.43-55
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• 2020

가스터빈 블레이드의 핀-휜 배열의 냉각 성능을 향상시키기 위하여 분절핀을 설치하여 효과를 분석하였다. 분절핀의 위치에 따른 유동 및 열전달 특성 변화를 수치해석을 통해 분석하였다. 분절핀이 설치되지 않은 엇갈림 핀-휜 배열인 기존형상 와 분절핀이 X₂/D_p=1.25 간격 떨어진 분절핀적용형상 1과 X₃/D_p=1.75 간격 떨어진 분절핀적용형상 2 를 비교하였다. 해석 결과 분절핀의 설치로 인해 핀-휜 배열 전단부에서 발생하는 말발굽와류의 세기가 강화되는 것을 확인하였다. 또한 핀-휜 배열 후단부에서 발생하는 멤돌이 와류의 세기가 약해지는 것을 확인하였다. 이로 인해 바닥면의 열전달 분포가 크게 상승하는 것을 확인 하였다. 반면 분절핀의 설치로 인해 압력손실은 증가하였으나, 열성능계수는 분절핀 적용형상 2 에서 최대 23.8% 가량 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 향후 가스터빈 핀-휜 냉각 유로 설계 시 분절핀을 설치하면 냉각 성능이 증대 될 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권2호
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• pp.153-159
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• 2015

본 연구에서는 MEMS기술을 적용한 2W급 초소형 가스터빈엔진의 개발과 실제 연소 환경에서의 발전 가능성을 해석적, 실험적으로 입증하였다. 초소형 가스터빈엔진은 터보차저, 연소기, 발전기로 이루어져 있다. 터보차저는 각각 직경 10mm와 9mm의 MEMS 공정 압축기와 터빈으로 구성되어 있으며 발전코일 또한 MEMS공정으로 설계되었다. 제작된 압축기와 터빈은 정밀 기계 가공된 축과 공기 베어링으로 지지되고 회전하며, 회전축 끝단에 영구자석을 설치하여 발전을 하게 된다. 공기 베어링과 압축기를 통한 냉각 효과를 해석하여 연소기에서 발생한 열을 충분히 차단할 수 있는 것으로 분석되었고, 이를 실험을 통해 검증하였다.

• 한국안전학회지
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• 제33권3호
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• pp.8-14
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• 2018

Ni-base superalloy has excellent resistance to extreme environments such as high temperatures and high stresses and are used as materials for large gas turbines. In this paper, the specimens were taken from the blade that were used for a long time, and their life span was studied by microstructure analysis and avoidance of cursing. The microstructural analysis of the specimens was carried out using a OM and SEM to observe the coarsening, carbides on gamma prime. Low-cycle fatigue tests were performed on new material and airfoil of long time-used blade. The test was conducted under various deformation conditions and temperature conditions of $760^{\circ}C$ and $870^{\circ}C$. The low cycle fatigue test was carried out using the Coffin-Manson equation and the fatigue life was predicted. After the test, crack path and fracture surface were analyzed using SEM.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.769-774
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• 2013

가스터빈엔진의 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고효율, 수명주기 동안의 운용비 최소화 등의 요구조건으로 고온의 터빈입구 온도, 고압축비, 고속 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경에서의 구조 안전성을 평가하기 위해서는 재료 모델링과 유한요소해석 기법 등이 필수적이며 더 나아가 형상최적화가 반드시 요구된다. 본 연구에서는 터빈 디스크의 구조 건전성을 평가하기 위해 2 차원 축 대칭 및 섹터 모델을 생성하고, 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소 해석을 수행하고자 한다. 이를 근거로 터빈 디스크에서 구조적으로 취약한 2 개의 영역인 디스크 보어와 디스크와 블레이드의 연결 부위인 도브테일에 대해 형상변수 고찰을 하고자 한다. 최종적으로 형상변수 결과를 기초로 한 개선된 디스크 형상을 제안함과 동시에 좀 더 정교한 형상최적화가 필요함을 확인한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권2호
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• pp.93-101
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• 2019

$1,100^{\circ}C$급 가스터빈 1단 버켓 사용품 및 주조품 분석을 위하여 기계적 특성과 미세 구조를 분석하여 최종적으로 상기고온부품의 품질을 평가 하였다. 가스터빈 1단 버켓은 고온부품들 중 1단 노즐을 제외하고 가장 고온 및 고압의 환경에서 노출되어 운전되고 있으며, 또한 1단 버켓은 회전체이므로 손상 시 후단의 버켓 및 노즐에 대해 추가적인 설비 파손을 야기하여 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 따라서, 버켓의 국산화를 위한 주조품의 경우 발전소현장에 적용하여 사용하기 이전에 신뢰성이 선 검증되어야만 한다. 본 연구에서는 국내 주조품의 미세조직분석 및 기계적 특성평가를 수행하여 주조품질을 평가하고 전력연구원에서 설계한 품질조건을 만족함을 확인하였으며, 품질 비교를 위해 수명의 46% (11,067EOH)를 운전한 사용품에 대해서도 미세조직분석 및 기계적 특성 평가를 수행하였다.

• 열처리공학회지
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• 제18권5호
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• pp.297-304
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• 2005

This study was performed to determine the repair weldability of the damaged Ni type superalloy used for gas turbine blade. The experimental works included the evaluation of the microstructures of the damaged blade, selection of the repair welding procedure, characterization of repair weldment and finding the heat treatment procedures for repaired weldment. The morphology of the microstructure for the base metal was composed of austenite matrix with cubical ${\gamma}^{\prime}$ phase, MC type coarse precipitates located within grain and fine $M_{23}C_6$ type precipitates decorated at grain boundaries. The repair welding process using 90 amp current exhibited the best weld properties showing no weld microcracks. The solution and aging heat treatments of the repaired weldment could recover the original service properties of the damaged blade.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.509-512
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• 2006

The propellant mixture ratio of gas generator changes when thrust control valve operate to change LRE thrust level. The mixture ratio change of gas generator result in gas temperature change and failure of turbine blade or deterioration of LRE specific impulse. The mixture ratio stabilizer has been developed to maintain propellant mixture ratio of gas generator. This article deals with design and static/dynamic characteristic of stabilizer. Also gas generator system simulation test has shown that the stabilizer can maintain propellant mixture ratio effectively within tolerable range.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1358-1362
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• 2005

The Ni-base superalloy GTD-111DS was designed in the 1970s and is widely used as the material of the first stage blade under a severe combination of temperature and pressure in gas turbines. But because GTD-111DS is distributed in the shape of blade and blade has a unique figure and many cooling channels, it is hard to manufacture the test specimen. In this reason, there are little data on the microstructure and mechanical properties of the alloy. Therefore through the microstructure analysis, present paper observed that the shape of $\gamma{'}$ did not change even if aging time was increased but the amount and volume of the deposition of secondary $\gamma{'}\;rose\;and\;secondary\;\gamma{'}\;grew\;among\;primary\;\gamma{'}$. Also, by tensile test for different temperature, there was difference between yield strength and tensile strength in room temperature on heat treatment and extracting region but the more increasing temperature, the more decreasing difference between yield strength and tensile strength.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.342-348
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• 2002

The welding technology for production of power plant facility as for other industries has been progressing forward automation and mechanization for cost reduction and shortening of cycle time. The welding for boiler tube is automated or mechanized as the parts and subassemblies of tubes are conveyed automatically in the shop. The temperature of boiler stearn is being progressively increased for higher plant efficiency. The welding of nuclear component is characterized by heavy thickness and narrow gap Submerged Arc Welding. Narrow gap Gas Metal Arc Welding and Electron Beam Welding is applied to turbine diaphragm. To improve the resistance of solid particle erosion of turbine blade and nozzle partition, HVOF spray technology and boriding process has been applied.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.158-162
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• 2000

Secondary flows in gas turbines, especially those associated tip clearance and labyrinth seals, have become a focus of interest for engine manufacturers. In the past, many analytical and experimental studies, which focused solely on the flows in either tip clearances or seals, have been conducted. This paper presents an analytical model that describes the flow response in a single stage turbine induced by a finite sealing gap at the turbine rotor. The flow is assumed to be axisymmetric and the analysis is done in the meridional plane. Upon going through the stage, the radially uniform upstream flow is assumed to split into two streams one associated with the seal and the other which has gone through the blades. The former is referred to as the leakage flow, and the latter is referred the as the passage flow. The passage flow is assumed to be inviscid and incompressible while the flow in the seal can be modeled as either inviscid or viscous. Thus, the model is capable of predicting the kinematic effects of labyrinth seals on the turbine flow field.