• 제목/요약/키워드: Multi-rotor System

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다단 축류 터빈에서의 초킹 영역 탈설계 성능 해석을 위한 평균반경 해석법 (Meanline Analysis Method for Performance Analysis of a Multi-stage Axial Turbine in Choking Region)

  • 김상조
    • 한국추진공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.20-28
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    • 2018
  • 일반적으로 다단 축류 터빈은 높은 팽창비에서 유동 가속으로 인하여 특정 단에서 초킹 현상이 발생하게 된다. 입구 유량 경계조건을 사용하는 일반적인 평균반경해석법을 사용하는 경우 유량 변화없이 팽창비만 증가하게 되는 초킹 현상을 예측하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 초킹 영역에서의 성능을 예측하는 알고리즘을 제안하였다. 초킹 지점 이후에는 초킹이 발생하는 노즐 혹은 로터 출구 유동이 팽창하는 특성을 반영하여 고정된 유량 조건에서 팽창비가 변할 수 있도록 알고리즘을 구성하였다. 계산된 결과를 다단 축류 터빈 전산해석 결과 및 실험결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다.

고성능 원심펌프에서 임펠러 시라우드 및 마모 시일의 유체가진력 해석 (Hydrodynamic forces of impeller shroud and wear-ring seal on centrifugal pump)

  • 하태웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권1호
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    • pp.102-110
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    • 1998
  • The analysis of lateral hydrodynamic forces in the leakage path between a shrouded pump impeller through wear-ring seal and its housing is presented. Governing equations are derived based on Bulk-flow and Hirs' turbulent lubrication model. By using a perturbation analysis and a numerical integration method, governing equations are solved to yield leakage and rotordynamic coefficients of force developed by the impeller shroud and wear-ring seal. The variation of rotordynamic coefficients of pump impeller shroud and wear-ring seal is analyzed as parameters of rotor speed, pressure difference, shroud clearance, wear-ring seal clearance, and circumferential velocity at the entrance of impeller shroud for a typical multi-stage centrifugal pump.

연삭숫돌 주축 및 공작물 회전체 진동을 고려한 원통 연삭 가공의 동특성 해석 (Dynamic Analysis of External Cylindrical Grinding Considering Spindle and Workpiece Vibrations)

  • 최상현;김덕현;안유민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.192-198
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    • 2000
  • This paper presents multi degree analysis of self-exited vibration of grinding system including spindle and workpiece rotational effect. The governing equations are derived by applying the finite element method to structure of spindle and workpiece rotor and by estimating the grinding force. Vibration analysis is carried out for external cylindrical plunge grinding. Displacement of workpiece and grinding force is simulated with machining time. Using this model, effects of characteristics of spindle bearing and major grinding conditions on chatter growth rate are predicted. Some of results are compared with those of other previous model and show good agreements.

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외팔형 하중지지 이중 반전 정압 베어링의 정특성 이론 및 실험 연구 (Theory vs. Experiment of Static Characteristics of Contrarotating Hydrostatic Journal Bearing with Overhung-Type Loads)

  • 이용복;김창호;권오관;최동훈;이강복
    • Tribology and Lubricants
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    • 제12권3호
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    • pp.92-99
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    • 1996
  • Energy-efficient contrarotating propeller systems have been recently reviewed as one of alternative means in marine car-carrier applications. Contrarotating rotors preclude the usage of conventional plain journal bearings due to the lack of load carrying capacity. A new multi-recess hydrostatic contrarotating journal beating test facility has been designed and installed to test the static load carrying capacity. Measurements of flow rates and orbits have been investigated by testings on a overhung-type contrarotating rotor system which is supported by a hydrostatic journal bearing. Numerical results of static equilibria were compared with test results. Various contrarotating speed combinations, and supply pressure conditions were selected. The numerical predictions of orbit centers and flow rates are generally accurate.

Computation of serrated trailing edge flow and noise using a hybrid zonal RANS-LES

  • 김태형;이승훈;이수갑
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.414-419
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    • 2012
  • The evaluation of a zonal RANS-LES approach is documented for the prediction of broadband noise generated by the flow past unmodified and serrated airfoil trailing edges at a high Reynolds number. A multi-domain decomposition is considered, where the acoustic sources are resolved with a LES sub-domain embedded in the RANS domain. A stochastic vortex method is used to generate synthetic turbulent perturbations at the RANS-LES interface. The simulations are performed with a general-purpose unstructured control-volume code FLUENT. The far-field noise is calculated using the aeroacoustic analogy of Ffowcs Williams-Hawkings. The results of the simulation are validated through the full-scaled wind turbine acoustic measurements. It is found that the present approach is adequate for predicting noise radiation of serrated trailing edge flow for low noise rotor system.

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혼합 영역 RANS-LES를 이용한 톱니 뒷전 유동 및 소음장의 계산 (Computation of Serrated Trailing Edge Flow and Noise Using a Hybrid Zonal RANS-LES)

  • 김태형;이승훈;이수갑
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.444-450
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    • 2012
  • The evaluation of a zonal RANS-LES approach is documented for the prediction of broadband noise generated by the flow past unmodified and serrated airfoil trailing edges at a high Reynolds number. A multi-domain decomposition is considered, where the acoustic sources are resolved with a LES sub-domain embedded in the RANS domain. A stochastic vortex method is used to generate synthetic turbulent perturbations at the RANS-LES interface. The simulations are performed with a general-purpose unstructured control-volume code FLUENT. The far-field noise is calculated using the aeroacoustic analogy of Ffowcs Williams-Hawkings. The results of the simulation are validated through the full-scaled wind turbine acoustic measurements. It is found that the present approach is adequate for predicting noise radiation of serrated trailing edge flow for low noise rotor system.

병렬컴퓨팅을 이용한 터보기계 내부 유동장 해석 (Analysis of Turbomachinery Internal Flow Using Parallel Computing)

  • 이장준;김유신;이동호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.586-592
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    • 2000
  • 터보머신 태부에 존재하는 정익 - 동익의 상호작용 유동현상을 수치모사 하는 코드를 병렬화 하였다 정익 - 동익의 상호작용을 해석하는 데에 편리하도륵 Multi-Block Grid System을 도입하여 계산영역을 형성하였고, 동익의 움직임으로 인해 발생하는 Sliding Interface부분은 Patched 알고리즘을 적용하여 해석하였다. 정익과 동익의 수를 1대 1로 단순화시켜 수치모사한 결과와 정익과 동익의 수를 실제 조건과 더 비슷하게 설정한 3대 4의 비율로 맞추어 수치모사한 결과를 비교하였다. 또한, 병렬컴퓨팅으로 인해 단축된 계산시간을 다른 연구에서의 계산시간들과 서로 비교하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식이 이용되었고, 난류모델링에는 K-w SST 모델링이 적응되었다. Roe의 FDS 기법을 사용하여 플럭스를 계산하였고, MUSCL 기법을 적용하여 3차의 공간정확도를 갖도록 하였다. 시간적분에는 이보성의 DP-SGS를 사용하였다. 해석결과의 분석에는 Time-averaged pressure distribution과 Pressure amplitude distribution 데이터를 사용했다.

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배플 형상에 따른 교반기 내부 고체입자 분포의 비정상상태 해석 (TRANSIENT SIMULATION OF SOLID PARTICLE DISTRIBUTION WITH VARIOUS DESIGN PARAMETERS OF THE BAFFLE IN A STIRRED TANK)

  • 김치겸;이승재;원찬식;허남건
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • In the present study, numerical simulations were performed in a stirred solid/liquid system by using Eulerian multi-phase model. The transient flow field of liquid and distribution of solid particles were predicted in the stirred tank with pitched paddle impeller and baffles. The Frozen rotor method is adopted to consider the rotating motion of the impeller. The effects of number and width of baffles on the mixing time and the quality of solid suspension in the stirred tank are presented numerically. The result shows that the mixing time decreases as the width and number of baffles increase. The present numerical methodology can be applied to optimizing mixing condition of industrial mixer.

고정밀 권선형 레졸버의 변압부 및 레졸버 연동해석 연구 (A Study on Multi-Physics Analysis of High-Resolution Winding Type Resolver and Rotary Transformer)

  • 신영철;김기찬
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.146-152
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    • 2016
  • 본 논문에서는 고정밀 각도 센싱을 요구하는 응용분야에 이용되는 권선형 레졸버의 변압부와 레졸버 파트의 유한요소법 (Finite Element Method, FEM)을 이용한 연동해석을 통해 권선형 레졸버 시스템의 성능을 도출하는 과정을 연구하였다. 외부 인가 전원을 증폭시키는 회전형 변압기부와 증폭된 변압기 출력을 이용하는 레졸버의 회전자 입력부의 연동해석을 통하여 전자기적인 정밀도를 향상시킬 수 있는 권선형 레졸버의 연동해석 모델을 제시하고 출력 신호의 특성을 분석하였다. 회전형 변압기에서 승압된 전압이 레졸버 회전자 권선에 인가될 때 회전자 권선의 임피던스를 고려하여 레졸버 입력 전류를 계산하여야 한다. 따라서 레졸버 회전자 권선부 인터페이스 부분은 회로 모델로 구성하여 변압기의 유한요소 모델, 인터페이스 회로 모델, 레졸버 유한요소 모델을 한 번에 연성해석을 수행하였다. 고정밀 각도 도출을 위해 레졸버 고정자 권선은 32x와 1x의 혼합 권선이 설치되어 있으며 서로간의 자기적인 간섭은 없다. 본 논문에서는 슬롯에 적절한 분포적인 권선법이 제시되어 정현적인 SIN, COS 파형과 이들간의 위상각 $90^{\circ}$를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

엇갈림 휜을 갖는 전자기기의 열유동 모델링 및 휜 형상 최적 설계 (Thermal and Flow Modeling and Fin Structure Optimization of an Electrical Device with a Staggered Fin)

  • 김치원;이관수;여문수
    • 설비공학논문집
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    • 제29권12호
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    • pp.645-653
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    • 2017
  • Thermal and flow modeling and fin structure optimization were performed to reduce the weight of an electrical device with a staggered fin. First, a numerical model for thermal and flow characteristics was suggested, and then, the model was verified experimentally. Using the verified model, improvement in cooling performance of the cooling system through the staggered fins was predicted. As a result, 87.5% of total heat generated was dissipated through the cooling fins, and a thermal island was observed in the rotor because of low velocity of the internal air flow through the air gap. In addition, it was confirmed that the staggered fin improves the cooling performance but it also increases the total pressure drop within the cooling system, by maximizing the leading edge effect. Based on this analysis result, the effect of each design parameter on the thermal and flow characteristics was analyzed to select the main optimal design parameters, and multi-objective optimization was performed by considering the cooling performance and the fin weight. In conclusion, the optimized fin structure improved the cooling performance by 7% and reduced the fin weight by 28% without any compromise of the pressure drop.