• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.117-122
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• 2012

액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.25-31
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• 2013

액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.48-54
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• 2020

로터 위치 및 쉬라우드 입구 유속 변화에 따른 쉬라우드 내부 유동장 및 기계적 출력 분석을 위해 수치해석을 수행하였고 이를 실험결과와 비교하였다. 로터와 해수의 유동조건은 쉬라우드 조류발전 시스템 내 유동장 특성에 많은 영향을 미치게 된다. 특히 실린더 내 축 방향 위치에 따른 로터의 기계적 출력은 실린더 중앙 이후까지 점차 증가하며, 입·출구 부근에서는 감소하였다. 또한 쉬라우드 입구 유속이 증가함에 따라 로터 출력량이 점차 증가하였다. 축 방향 운동량과 각운동량은 로터를 통과하면서 급격하게 증가 및 감소하였으며, 전방을 포함한 그 외 영역에서의 큰 변화는 없었다. 이러한 결과들은 조류발전 시스템 개발의 기초 자료로 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제6권2호
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• pp.197-204
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• 2007

터번로터 팁 형상의 변화에 따른 터보펌프 터빈의 성능변화에 대하여 실험적 연구를 수행하였다. 한국항공우주연구원에서 개발중인 30톤급 터보펌프용에 장착된 초음속 충동형 터빈을 기본 모델로 하여 터번로터 슈라우드 유무 및 팁간극 크기에 따른 터빈성능변화를 측정 비교하였으며, 이와 더불어 노즐-로터 오버랩에 따른 터빈성능 변화 연구도 함께 이루어졌다. 시험 수행 결과, 로터 슈라우드 유무에 따라 터빈성능의 절대량은 크게 변화하나 팁간극의 변화에 따른 터빈효율의 민감도는 초음속 충동형 터빈의 경우 고효율 아음속터빈에 비해 크게 작은 것으로 나타났다. 아울러, 최적 효율을 나타내는 노즐-로터 오버랩 값이 존재하는 것을 실험을 통해 확인하였다.

• 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.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제3권3호
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• pp.235-244
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• 2010

Recent studies on the moment whirl due to leakage flow in the back shroud clearance of hydro-turbine runners or centrifugal pump impellers are summarized. First, destabilizing effect of leakage flow is discussed for lateral vibrations using simplified models. Then it is extended to the case of whirling motion of an overhung rotor and the criterion for the instability is obtained. The fluid moment caused by a leakage clearance flow between a rotating disk and a stationary casing was obtained by model tests under whirling and precession motion of the disk. It is shown that the whirl moment always destabilizes the whirl motion of the overhung rotor while the precession moment destabilizes the precession only when the precession speed is less than half the rotor speed. Then vibration analyses considering both whirl and precession are made by using the hydrodynamic moments determined by the model tests. For larger overhung rotors, the whirl moment is more important and cause whirl instability at all rotor speed. On the other hand, for smaller overhung rotors, the precession moment is more important and cancels the destabilizing effect of the whirl moment.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.27-36
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• 2014

This paper presents a numerical investigation of the effect of the rotation speed on the performance in a transonic axial compressor with the dihedral stator. Four stator geometries with different stacking line variables were tested in the flow simulations over the whole operating range. It was found that a large shroud loss at the rotor outlet and the subsequent shroud corner separation in the stator passage occurred at low mass flow rate with the 100 % design speed. The hub dihedral stator could suppress the shroud loss region and consequently improve the stall margin. In case of the 70 % design speed condition as the mass flow rate decreased, it was seen that the high loss region was placed at the midspan of the rotor passage. The dihedral stator slightly affected the local diffusion factor, but the performance of the compressor was not changed.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.30-36
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• 2008

Axial fan without static blades requires the duct as a guidance for unskewed inflows. This work examined the geometric effects of a duct guided the in and out flows through an impeller. The present methodologies are computational predictions with parallel work by experimental validation. Several different positions of a rotor in a duct are proposed for plausible models of a rotor inside a duct. The optimum axial position of an impeller in a duct is found at the #4 model where the impeller lies on the inlet edge of a circular duct. The model shows a wider inlet area. The result of computational prediction is in good agreement with experiment measurement.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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• pp.263-265
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• 2003

The aerodynamic performance of a shrouded tail rotor in hover has been studied by using a compressible inviscid flow solver on unstructured meshes. The numerical method is based on a cell­centered finite-volume discretization and an implicit Gauss-Seidel time integration. The results show that the performance of an isolated rotor without shroud compares well with experiment. In the case of a shrouded rotor, correction of the collective pitch angle is made such that the overall performance matches with experiment to account for the uncertainties of the experimental model configuration. Details of the flow field compare well with the experiment confirming the validity of the present method.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제26권3호
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• pp.353-361
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• 2002

The tip leakage flow passing through the clearance between rotor blade tip and casing shroud has been known to occupy an important portion of the rotor overall loss. In this study, flow characteristics in axial flow rotors with different tip clearances is investigated by experimental and numerical methods. The experimental study was carried out to measure static pressure and velocity profiles at the real rotating test rig. The axial flow rotors used for the experiments have ten blades and three different rotor diameter. The tip clearance heights are 1mm, 3mm, and 4.5mm. Measurements were done using spherical type five-hole probe by non-nulling method. The numerical study was carried out to calculate pressure distributions and velocity vectors at the same condition as the experiments in the flow fields of axial flow rotors using Phoenics code.