• 제목/요약/키워드: Radial thrust

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회전하는 블레이드 주위의 유동가시화 및 전산유동해석 (Visualization and Computational Analysis for Flow around Rotating Blades)

  • 기현;최종욱;김성초
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.39-45
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    • 2010
  • The optimal design is needed for the blade geometry of the quad-rotor blades which is mainly used for Unmanned Aerial Vehicle. To do this, it is important to analyze the wakes under the blades. In the present study, the flow around the rotating blades was analyzed using PIV(Particle Image Velocimetry) and CFD(Computational Fluid Dynamics). The maximum axial velocity was measured at about 60% position toward the radial direction of the blade. The positions of vorticities in the test section obtained by PIV and CFD were turned out to be almost alike. The values in the difference of pressure coefficients at the upper and the lower blades were increased depending on the radial direction. Then, the values were decreased at the blade tip. The data of the flow analysis in the present study are expected to be served as the design of blades and ducts for the thrust improvement in the future.

조인트 버스팅을 고려한 세그먼트 라이닝 구조해석 및 설계방법 (The structural analysis and design methods considering joint bursting in the segment lining)

  • 김홍문;김현수;정혁일
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.1125-1146
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    • 2018
  • 쉴드 TBM터널에 적용되는 세그먼트 라이닝은 주로 콘크리트로 제작되며, 시공 중 및 완공 후 작용 하중에 견딜 수 있는 충분한 강도가 요구된다. 한계상태설계법에 의한 세그먼트라이닝 설계는 주로 극한하중상태(ULS) 및 사용하중상태(SLS)에 대하여 검토하며, 상시하중과 임시하중에 대하여 발생 가능한 조합을 구성하여 적용한다. 또한 TBM에 의한 시공을 고려한 한계상태 설정과 구조해석이 필요하며, 특히 세그먼트라이닝은 현장에서 조립되어 원형구조물을 완성하는 방식이기 때문에, 콘크리트표면이 접촉하는 조인트가 필수적으로 존재하며 이 조인트를 통해 상당한 크기의 압축응력이 전달되므로 조인트에 대한 구조검토가 중요하다. 일반적으로 세그먼트 라이닝의 원주방향 조인트(circumferential joint)와 반경방향 조인트(radial joint)에서의 인장응력에 대하여 FEM모델이나 이론식으로 검토한다. 영국의 설계지침(PAS 8810, 2016)에 의하면, 버스팅을 일으키는 조인트에서의 압축응력은 원주방향 조인트(circumferential joint)에 잭 추력을 가하는 경우뿐만 아니라 반경방향 조인트(radial joint)에 축력이 전달되는 경우에도 발생하므로 버스팅 응력을 검토하여 세그먼트의 인장강도와 비교하여 필요할 경우 보강을 하여야 한다. 본 연구에서는 대표적인 한계상태설계코드인 EURO CODE와 AASHTO LRFD (2017)의 하중조건을 적용하여 조인트 응력을 비교 분석하였고, FEM해석을 통하여 버스팅(bursting)을 유발하는 조인트응력을 평가하고 발생경향을 이론식과 비교 분석하였다. 분석결과, 조인트 응력이 콘크리트의 허용 인장강도를 초과하는 경우가 발생하여 보강이 필요한 것으로 검토되었다. 따라서 조인트 버스팅 검토는 세그먼트라이닝 한계상태설계 시 설계항목으로 비중 있게 고려할 필요가 있다.

75톤급 액체로켓엔진 터보펌프의 하중 특성에 따른 임계속도 해석 (Critical Speed Analysis of a 75 Ton Class Liquid Rocket Engine Turbopump due to Load Characteristics)

  • 전성민;곽현덕;홍순삼;김진한
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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    • pp.22-29
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    • 2011
  • 고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학 해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.

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마이크로 가스터빈 시험 장치 개발 (Development of Test Facility for Micro Gas Turbine)

  • 임형수;최범석;박무룡;황순찬;박준영;서정민;방제성;임영철;오인균;김병옥;조주형
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.42-48
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    • 2015
  • To improve the core technology of the micro gas turbine, the performance test facility was developed. This paper is focusing on the explanation of the characteristics of micro gas turbine and its assist devices. Major part of micro gas turbine were radial type of compressor, annular type of combustor, radial type of turbine, thrust foil bearing, radial foil bearing and generator. The assist devices were consist of exhaust duct, inverter, data acquisition system, load bank and test cell. Before building up the test facility, the component test was previously conducted to confirm the component performance. After the test facility was prepared, the motoring test was conducted to investigate the rotor dynamic characteristics of the micro gas turbine. Also, the part load performance test was performed. With a developed micro gas turbine test facility, the improved core technology about the micro gas turbine can be suggested to the related industries.

75톤급 액체로켓엔진 터보펌프의 하중 특성에 따른 임계속도 해석 (Critical Speed Analysis of a 75 Ton Class Liquid Rocket Engine Turbopump due to Load Characteristics)

  • 전성민;곽현덕;홍순삼;김진한
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.42-49
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    • 2012
  • 고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.

모멘트 하중을 고려한 볼베어링의 하중분배, 접촉 및 피로수명 해석 (Load Distribution, Contact and Fatigue Life Analysis for Ball Bearing of Under Moment Load)

  • 김영국;문석만;김태완;조용주
    • Tribology and Lubricants
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    • 제27권3호
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    • pp.162-166
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    • 2011
  • This study is aimed to predict the fatigue life for bearings under combined radial, thrust and moment load. In order to do this, a series of simulation such as bearing load distribution, initial surface stress, subsurface stress and fatigue analysis is needed. And using the bearing's material fatigue property we can predict fatigue life for ball bearing.

다공질정압공기 Bearing을 이용한 고정도 회전 Table의 성능 (The Performance of High-Precision Rotary Table Using Externally Pressurized Porous Gas Bearing)

  • 한응교;김기중
    • 한국정밀공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.47-57
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    • 1984
  • The porous matterials are used both to control the flow of the compressed gas and to serve as the bearing surface. This porous design offers several advantages over the conventional externally pressurized gas bearings. It can simplify the construction, lower the gas consumption, and make the cleaning of the gas supply less critical. Test apparatus was cinstructed to experi- mentally investigate maximum load capacity of thrust bearing was measured 200 Kg (15Kg/$\mu$m), and radial bearing was 36 Kg/$\mu$m. And a rotation accuracy of face waving was 0.0127$\mu$m, and center waving was measured 0.5 $\mu$m. Finally, the use of this method of design and manufacturing will contribute to many practical application in the field required for precision and high stability.

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풍력발전기용 피치베어링의 하중분배, 접촉 및 피로수명 해석 (Load Distribution, Contact and Fatigue Life Analysis of Pitch Bearing for Wind Turbine)

  • 김영진;문석만;조용주
    • Tribology and Lubricants
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    • 제29권1호
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    • pp.33-38
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    • 2013
  • This study is aimed to predict the fatigue life for pitch bearings under combined radial, thrust load and moment. In order to do this, a series of simulation such as bearing load distribution, initial surface stress, subsurface stress and fatigue analysis is needd. Fatigue life for pitch bearing can be predicted by using a bearing's material fatigue property.

RANS Simulation of a Tip-Leakage Vortex on a Ducted Marine Propulsor

  • Kim, Jin;Eric Peterson;Frederick Stern
    • Journal of Ship and Ocean Technology
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    • 제8권1호
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    • pp.10-30
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    • 2004
  • High-fidelity RANS simulations are presented for a ducted marine propulsor, including verification & validation (V&V) using available experimental fluid dynamics (EFD) data. CFDSHIP-IOWA is used with $\textsc{k}-\omega$ turbulence model and extensions for relative rotating coordinate system and Chimera overset grids. The mesh interpolation code PEGASUS is used for the exchange of the flow information between the overset grids. Intervals V&V for thrust, torque, and profile averaged radial velocity just downstream of rotor tip are reasonable in comparison with previous results. Flow pattern displays interaction and merging of tip-leakage and trailing edge vortices. In interaction region, multiple peaks and vorticity are smaller, whereas in merging region, better agreement with EFD. Tip-leakage vortex core position, size, circulation, and cavitation patterns for $\sigma=5$ also show a good agreement with EFD, although vortex core size is larger and circulation in interaction region is smaller.

판 스프링 패드 공기베어링 성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Performances of Leaf Spring Pad Air Bearing)

  • 이희락;제양규
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.94-99
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    • 2003
  • As the rotating speed of rotors is increased, the instability and power loss become serious problems. Gas bearings are introduced as a good solution to those problems. But in the development of gas bearings, high load capacity and high damping force to vibrations are required. In this study a new air bearing using leaf spring pad is introduced to improve load capacity and damping force. The experimental results of the leaf spring pad air bearings show high load capacity and high damping forces. And the results show that leaf spring pad air bearings can be simultaneously acted as radial and thrust bearings

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