• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.370-373
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• 2008

Small size gas turbine disk requires good mechanical strength and creep properties at high temperature. In this study, Waspaloy was used as a superalloy to satisfy these specifications. The control of microstructure was needed to satisfy material properties at high temperature. In order to do this, we studied forging conditions and material analysis. Therefore die and preform design conducted so that hot forged gas turbine disk could have a good microstructure. The die and preform shapes are designed with consideration of the predefined hydraulic press capacity and the microstructure of forging product. Also we carried out the hot compression test for Waspaloy in various test conditions. From these results, we obtained the forging conditions as material temperature, die velocity etc. To verify these forging conditions, we conducted FE simulations by means of the DEFORM 2D-HT. In this study, the hot closed die and preform designs were completed to offer high temperature material properties of a small size gas turbine.

• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.17-26
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• 2004

본 연구에서 동력 전달 시스템은 분리 축 방식의 가스 터빈 엔진의 축 동력을 발전기 전력으로 변환하여, 이것을 프로펠러를 구동하는 추력 모터에 공급하는 방식으로 구성되어있다. 여기에 사용된 가스 터빈 엔진은 엔진 축 마력 317shp(236kw)을 약110kw (147shp)으로 플랫 레이팅(flat rating) 하여 운용한다. 본 시험 장치의 엔진은 가스 터빈엔진 출력축과 발전기 사이에 부하 변화 시 댐핑(damping)역할을 할 수 있도록 플라이 휠(flywheel)을 장착하였다. 이 때 플라이휠의 적절한 관성 모멘트가 고려되지 않으면, 발전기와 모터는 부하 상승에 의한 엔진으로부터 요구되는 출력을 얻을 수 없으며, 또한 엔진이 정상적으로 작동하지 않음을 확인할 수 있다. 따라서 제공된 엔진 데이터와 엔진 시험 데이터로부터 동역학적인 천이 효과에 의한 성능 분석을 함으로써 관성 모멘트의 요구 범위를 결정하였다. 재설계한 플라이휠을 장착 시험한 결과, 본 시스템에서 요구한 출력을 얻을 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.87-88
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• 2009

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.103-107
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• 1999

Transient flow inside a hollow shaft of a Gas Turbine engine during sudden engine stop may result in non uniform heat transfer coefficients in the shaft due to flow instability similar to steady Taylor vortex, which may decrease the lifetime of the shaft. In the present study, transient Taylor vortex phenomena inside a suddenly stopped hollow shaft are studied analytically. Flow visualization is also performed to study the shape and onset time of Taylor Vortices for various initial rotational speed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.379-384
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• 2014

가스터빈엔진의 가장 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고온, 고압축비, 고속 회전이라는 가혹한 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경과 디스크와 블레이드가 가지는 큰 회전 에너지로 인해 디스크 및 블레이드에 의해 유발되는 파손은 항공기 손상 혹은 탑승자의 피해로 이어지는 재해적 고장 혹은 한계 고장으로 이어진다. 그러므로 디스크와 블레이드의 구조적 건전성의 마진을 충분히 확보하기 위해서 본 연구에서는 디스크의 취약 부위인 도브테일의 형상을 최적화하고, 그 해의 강건성을 확인하기 위해 치수 공차와 피로 수명의 산포와 같은 불확실성에 대하여 신뢰도 해석을 수행하고자 한다. 이 결과를 통해 결정론적 방법인 최적설계의 필요성과 함께 한계를 확인하고, 향후 신뢰도 기반 최적설계의 필요성을 인지하고자 한다. 이를 위해 비선형 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권10호
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• pp.1005-1009
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• 2017

본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과 가스터빈 패키지는 기준응력 대비 최소 1.0 이상의 안전율을 가지는 것을 확인하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권12호
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• pp.848-855
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• 2019

최근 배기가스규제로 인하여 친환경 가스터빈연소기가 주목받고 있다. 이때 연소기 내부의 스월러는 화염안정성 및 역화에 매우 중요한 설계 인자가 된다. 기존 연구자들이 제시한 축 방향 스월러와 반경 방향 스월러의 설계방법에 대하여 고찰하고 다양한 가스터빈용 반경 방향 스월러 중 기하학적 설계변수를 고려한 스월수 계산과 유동손실을 고려한 스월수 계산의 적합성을 검토하였다. 전산유체역학을 통해 스월유동의 스월수를 계산하고 설계방법에 따라 각각 비교하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권6호
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• pp.906-913
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• 2003

Lean premixed combustion has been considered as one of the promising solutions for the reduction of NOx emissions from gas turbines. However, unstable combustion of lean premixed flow becomes a real challenge on the way to design a reliable, highly efficient dry low NOx gas turbine combustor. Contrary to a conventional diffusion type combustion system, characteristics of premixed combustion significantly depend on a premixing degree of combusting flow. Combustion behavior in terms of stability has been studied in a model gas turbine combustor burning natural gas and air. Incompleteness of premixing is identified as significant perturbation source for inducing unstable combustion. Application of a simple convection time lag theory can only predict instability modes but cannot determine whether instability occurs or not. Low frequency perturbations are observed at the onset of instability and believed to initiate the coupling between heat release rate and pressure fluctuations.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.350-353
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• 2007

본 연구에서는 항공기용 가스터빈 엔진의 운용에 있어 실시간 결함 진단을 위해 유전 알고리즘을 사용하였다. 탈 설계 영역에서 성능 저하를 고려한 가스터빈 엔진의 구성요소는 압축기, 가스발생기 터빈, 동력 터빈이다. 지상정지 상태인 설계점에 비해 고도, 비행 마하수, 연료유량에 대한 탈 설계 진단의 경우 학습 데이터는 약 200배 이상으로 증가하였으며, 요구 수렴도를 만족시키기 위해 방대한 학습시간이 요구된다. 탈 설계 영역에서 단일결함에 관한 진단오차를 만족시키고 학습시간을 단축시키기 위해 최적분할을 사용하였고 그 결과, 오차범위 5% 이내로 진단됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.385-390
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• 2004

An unique ceramic material produced through unidirectional solidification with eutectic composition of two-phase oxides was introduced recently. This composite material has the microstructure of coupled networks of two single crystals interpenetrate each other without grain boundaries. Depending on this microstructure this material, called Melt Growth Composite (MGC), can sustain its room temperature strength up to 1$700^{\circ}C$ (near its melting point) and offer strong oxidization-resistant ability, making its characteristics quite ideal for the gas turbine application. The research project on MGC started in 2001 with the objective of establishing component technologies for MGC application to the high temperature components of the gas turbine engine. MGC turbine nozzles are expected to improve efficiency of gas turbine. However, reduction of the thermal stress is required since high thermal stress is easily generated in MGC turbine nozzles due to temperature distribution. Firstly, the hollow nozzle shape was optimized to reduce thermal stress using numerical analysis. From the results of the first hot gas flow tests, the thermal stress due to span-wise temperature distribution was required to be reduced, and separated nozzle to three pieces was designed. This was tested in hot gas flow at 140$0^{\circ}C$ level, and temperature distributions on the nozzle surface were obtained and stress field was evaluated.