• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.57-61
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• 2020

Cooling by gas helium circulation can be used for various HTS (high temperature superconductor) magnets operating at 20~40 K, and a cryogenic blower is an essential device for circulating gas helium in the cooling system. The performance of the cryogenic blower is determined by various design parameters such as the impeller diameter, the blade number, the vane angle, the volute cross-sectional area, and the rotating speed. The trailing edge angle and the height of impeller vane are also key design factors in determining the blower performance. This study describes the design, fabrication and performance evaluation of cryogenic blower to produce a flow rate of 30 g/s at 5 bar, 35 K gas helium. The impeller shape is designed using a specific speed/specific diameter diagram and CFD analysis. After the fabrication of the cryogenic blower, a test equipment is also developed using a GM cryocooler. The measured flow rates and the pressure differences are compared with the design values at various rotating speeds and the results show a good agreement. Isentropic efficiency is also evaluated using the measured pressures and temperatures.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.477-482
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• 2009

로켓노즐 유동은 성능에 대단히 중요한 영향을 미치나, 고온 고압의 가스 유동 특성으로 직접적인 측정이 매우 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해 수력학적 상사(hydraulic analogy)기법이 개발되었으며, 본 연구에서는 고온 고압의 로켓 노즐 유동에 대한 수력학적 상사의 적용 가능성이 시험되었다. 로켓 모타의 축대칭 De Laval 노즐 내부 유동현상에 관한 연구가 수력학적 상사를 이용하여 설계된 2차원 수문형 시험장치(2-D Sluice-Type Water-Table)에서 수행되었다. 정량적인 시험을 위해서는 $k{\neq}2$인 기체 유동에 대한 비상사성 문제 해결이 필요하며, 본 연구에서는 시험대를 경사시켜 유동방향 중력가속도 영향을 감소시킴으로서 점성에 의한 비상사성 문제 해결을 시도하였다. 유동 가시화를 통해 수력학 상사에 대한 이해를 깊이할 수 있었으며, 수력학적 상사 실험(2차원 등엔트로피 유동)의 관련 분야에 대한 다양한 적용 가능성이 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권9호
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• pp.2944-2952
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• 1996

In this paper the CSCM type upwind flux difference splitting Navier-Stokes method has been applied to study the ARL-SL19 transoni $c^ersonic compressor cascade flow. First, the general characteristics of baseline cascade flow were analyzed. At freestream Mach n.1.612 and exit/inlet pressure ratio 2.15, the results from current laminar flow were compared well in suction surface with the experiment; however, not well in pressure surface. Second, numerical study of the transoni $c^ersonic compressor cascade flow demonstrated the effectiveness of a passive control by the various size cavities. A cavity under the shock foot point at the suction surface of the blades was used as a passive control. The passive control of shock-boundary layer interaction by a cavity reduced total pressure losses. The effect of cavity length and depth was studied. The total pressure loss was reduced by about 10% and the isentropic efficiency was improved slightly. The effect of cavity depth in current study(d/l = 0.05, 0.02) was not found strong. Further adequate turbulence modeling and TVD schemes would help to capture the shock more accurately and increase the effectiveness of the current shock-boundary layer interaction study using upwind flux difference splitting computational methods.thods.

• 한국추진공학회지
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• 제18권4호
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• pp.81-89
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• 2014

엔진베이의 환기를 위해 Tandem-ejector 개념을 도입하고, 성능 예측을 위해 1차원 모델링을 개발하였다. 모델링에서 주 노즐 제트유동과 주 제트유동에 의해 유도된 2차 유동 및 3차 유동 해석은 등엔 트로피 과정을 가정하고, 혼합 과정 해석은 질량, 운동량, 에너지 보존식에 기반한 검사체적해석 기법을 적용하였다. Tandem-ejector의 혼합유동이 대기로 방출되므로 방출되는 혼합유동의 정압력과 대기압력을 일치하도록 하고, 이러한 경계조건을 만족시키도록 주 노즐 제트유동의 압력손실 모델링을 구성하였다. Tandem-ejector의 1차원 해석을 통해 주 제트 유동의 압력변화에 따른 이젝터 성능 변화를 예측할 수 있었으며, 실 운용조건에서 주 제트유동의 공급압력 기준값 범위를 설정할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.44-52
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• 2004

본 연구에서는 실험데이터와 유전자 알고리즘으로 압축기 성능선도를 생성하는 방법을 제안하였다. 다수의 실험을 통해 엔진의 성능 데이터를 획득하고 회전수에 따른 유량함수, 압력비, 효율의 함수관계를 3차 방정식으로 유도한 후 유전자 알고리즘을 이용하여 미계수를 구하여 압축기 성능선도를 생성하였다. 새롭게 생성한 압축기 성능선도를 이용하여 상용 성능해석 프로그램인 GASTURB로 정상상태 성능해석을 수행하여 검증데이터와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1639-1644
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• 1990

본 연구에서는 경계층 해석 방법의 범위 내에서 복사열전달의 영향을 고려하 는데 있어서 매질의 광학적 두끼ㅔ가 얇다고 가정하여 매질 내부에서의 자체적인 복사 열의 후ㅂ수는 무시하고, 가스의 방사 에너지가 모두 벽으로 전된다고 가정하였으며 복사 전달량은 평균광로(mean beam length)를 고려한 가스방사율을 도입하여 복사전달 량을 계산하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.782-787
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• 2008

The Kalina cycle simulation study was carried out for a preliminary design of a geothermal power generation system. The Kalina cycle system can be used for the utilization of a low-temperature heat sources such as geothermal and industrial waste heat that are not hot enough to produce steam. The sea/river water can be considered as a cooling media. A steady-state simulation model was developed to analyze and optimize its performance. The model contains a turbine, a pump, an expansion valve and heat exchangers. The turbine and pump were modelled by an isentropic efficiency, while a condenser, an evaporator and a regenerative heat exchanger were modeled by UA-LMTD method with a counter-flow assumption. The simulation results show that the power generation efficiency over 10% is expected when a heat source and sink inlet temperatures are $100^{\circ}C$ and $10^{\circ}C$ respectively.

• 설비공학논문집
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• 제30권3호
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• pp.107-115
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• 2018

A design combining the use of a compressor and expander was introduced in order to improve the cycle performance of a $CO_2$ automotive air conditioning system. Both the compressor and expander used were of rotary vane type and were designed to share a common shaft in a housing. Numerical simulation was carried out to evaluate the merit of the combined unit. In a typical automotive air conditioning operating conditions, the COP of the system was improved by 8.7% by the application of the combined unit. The compressor input was reduced by 5.2% through use of the expander output. In addition, about 3.06% increase in the cooling capacity was obtained through isentropic expansion in the expander. Our study noted that, as the pressure difference between the gas cooler and the evaporator becomes larger, the COP of the system improved increases unless the mass flow rate in the expander exceeds that in the compressor.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.195-200
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• 2004

본 연구에서는 실험데이터와 유전자 알고리즘으로 압축기 성능선도를 생성하는 방법을 제안하였다. 다수의 실험을 통해 엔진의 성능 데이터를 획득하고 회전수에 따른 유량함수, 압력비, 효율의 함수관계를 3차 방정식으로 유도한 후 유전자 알고리즘을 이용하여 미계수를 구하여 압축기 성능선도를 생성하였다. 새롭게 생성한 압축기 성능선도를 이용하여 상용 성능해석 프로그램인 GASTURB로 정상상태 성능해석을 수행하여 검증데이터와 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.23-29
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• 2003

얇은 익형 주위에 다양한 응축 과정을 수반하는 상대 습도가 100%인 포화 습공기 천음속 이상 유동에 대하여 연구하였다. 본 연구는 Rusak 과 Lee[11, 12]가 발전시킨 그리고 응축에 의한 열 증가의 효과를 포함하는 확장된 천음속 미 교란 모델을 사용하였고, 응축 과정은 서로 다른 두 가지 형태의 응축 과정을 고려한다. 먼저, 비 평형 균질 과정(nonequilibrium and homogeneous process)에서의 응축 질량비는 고전적 핵형성 이론과 작은 물방울 성장이론에 따라 계산되고, 평형과정(equilibrium process)에서의 응축 질량비는 등엔트로피 가정으로부터 계산된다. 유동 방정식과 응축 방정식들은 반복수치 계산법을 사용하여 그 해를 구하였다. 상류 유동 조건을 같게 하여 얻은 수치계산 결과들은 유동구조, 응축장, 그리고 익형 표면에서의 압력분포 등을 묘사한다. 유동특성, 즉 충격파의 위치와 강도 그리고 익형의 압력분포 등은 서로 다른 두 응축과정에서 각각 다른 유동특성을 나타냈다. 하지만, 각각의 응축과정에서 응축 결과로 생긴 열 증가는 유동거동에 상당한 변화를 야기 시키고 익형의 공력 성능에도 상당한 영향을 미친다.