• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.509-512
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• 2006

The propellant mixture ratio of gas generator changes when thrust control valve operate to change LRE thrust level. The mixture ratio change of gas generator result in gas temperature change and failure of turbine blade or deterioration of LRE specific impulse. The mixture ratio stabilizer has been developed to maintain propellant mixture ratio of gas generator. This article deals with design and static/dynamic characteristic of stabilizer. Also gas generator system simulation test has shown that the stabilizer can maintain propellant mixture ratio effectively within tolerable range.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.193-198
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• 2003

A gas turbine blade has an internal cooling passage equipped with ribs, which can be modeled as a ribbed channel. We have studied a flow inside a ribbed channel using large eddy simulaton (LES) with a dynamic subgrid-scale model. The simulation results are compared with the experimental ones. The turbulence intensity and local heat transfer near the rib have not been well captured by the conventional Reynolds averaged Navier-Stokes simulation (RANS). However, these variables obtained by the present LES agree well with those from experiments. From the instantaneous velocity and temperature fields, we explain the mechanisms responsible for the local peaks in the heat transfer distribution along the channel wall. We have also investigated the effect of rotation on the flow and heat transfer in the ribbed channel.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권8호
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• pp.498-503
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• 2006

A gas turbine blade with thermal barrier ceramic coating is operated at high temperature to increase engine efficiency. Recently, thermal barrier characteristics have been improved by advanced coating technology through microstructure control and increase of adhesion force of the coating layer. More advanced coating materials, rare earth zircon ate ceramics have been studied for replacing YSZ coatings as thermal barrier coatings. In this study, $La_2O_3,\;HfO_2,\;CeO_2,\;Gd_2O_3$ and pure or yttria stabilized zirconia were prepared. Microstructure analysis and the evaluation of mechanical properties such as Hertzian indentation and hardness test were performed.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.336-341
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• 2004

This research investigates the feasibility of ultrasonic microscope for nondestructive assessment of thermal degradation in artificially aged commercial Co-base superalloy, FSX414. This alloy has been used for high temperature structure applications such as stationary gas turbine blade and nozzle chamber in fossil plant. Microstructural change was found that the fine carbides became coarser and spheroidized in matrix as aging time increased. The leaky surface acoustic wave velocity gradually decreases by a maximum of 4.7% with increasing aging time up to 4,000hours. However, the longitudinal wave velocity has a little change. Also, it has a good correlation between leaky surface acoustic wave velocity and Vickers hardness. Consequently, LSAW can be used to examine the degree of degradation in thermally aged Co-base superalloy.

• 한국재료학회지
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• 제15권1호
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• pp.19-24
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• 2005

For the good combination of high-temperature strength, toughness and creep property, $9-12\%$ chromium steels are often used for gas turbine compressors, steam turbine rotors, blade and casing. In this study, the correlation of microstructural evolution and mechanical properties was investigated fur the specimens heat-treated at 600, 650 and $700^{\circ}C$ for 1000, 3000 and 5000 hrs. The microstructure of as-received specimen was tempered martensite with a high dislocation density, small sub-grains and fine secondary phase such as $M_23C_6$. Aging for long-time at high temperature caused the growth of martensite lath and the decrease of dislocation density resulting in the decrease in strength. However, the evolution of secondary phases had influence on hardness, yield strength and impact property. In the group A specimen aged at $600^{\circ}C\;and\;650^{\circ}C$, Laves phase was observed. The Laves phase caused the increase of the hardness and the decrease of the impact property. In addition, the abrupt growth of secondary phases caused decrease of the impact property in both A and B group specimens.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.5-11
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• 2012

In this paper, the heat transfer coefficient measurement techniques using TSP(temperature sensitive paint) were introduced and the results of a comparative study on the heat transfer coefficient measurement by steady state and transient TSP techniques were discussed. The distributions of heat transfer coefficient by a single $60^{\circ}$ inclined impingement jet on a flat surface were measured by both techniques. Tested Reynolds number based on the jet diameter (d) was 30,000 and the distance between jet exit and target plate (L) was fixed at 10d. Results showed that the measured Nusselt number by both techniques indicated significant difference except near the center of impingement jet. Also, the heat transfer coefficients measured by the transient TSP technique were affected by the reference temperature of the jet. Based on the measured data, characteristics of both TSP techniques were analyzed and suggestions for applying them were also given.

• 한국표면공학회지
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• 제37권4호
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• pp.226-233
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• 2004

The residual stresses on the surfaces of low carbon 12Cr steels used as a nuclear steam turbine blade material have been studied by controlling the flame hardening surface treatments. The temperature cycles on the surfaces of 12Cr steel were controlled precisely as a function of both the surface temperature and cooling rate. The final residual stress state generated by flame hardening was dominated by two opposite competitive contributions; one is tensile stress due to phase transformation and the other is compressive stress due to thermal contraction on cooling. The optimum processing temperatures required for the desirable residual stress and hardness were in the range of $850^{\circ}C$ to $960^{\circ}C$ on the basis of the specification of GE power engineering. It was also observed that the high residual tensile stress generated by flame hardening induced the cracks on the surfaces, especially across the prior austenite grain boundaries, and the material failure virtually, which might limit practical use of the surface engineered parts by flame hardening.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.108-108
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• 2009

니켈기지의 석출강화 초내열합금은 가스터빈의 고온부 부품 제조에 널리 사용되고 있다. 장시간 동안 부품의 강성 유지와 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 니켈기지의 합금에 감마프라임 생성을 위한 원소를 첨가하는데 이에 따른 용접성의 저하 때문에 보통 초합금의 용접은 고온에서 수행하게 된다. 그러나 레이저용접의 경우는 용접변수 및 입열제어가 용이해 상온에서 초합금의 용접이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 일반적인 재료로 연성이 좋은 STS304 판재와 실제 블레이드의 재료로 사용되는 니켈계 석출강화 합금인 GTD 111DS 모재에 $CO_2$ 레이저를 이용하여 용접을 실시하였고 적용파우더와 파워, 용접속도 및 파우더 공급량 등을 달리 하였다. STS304 판재 사용시 Rene 80과 IN 625 파우더 모두 용접부에서 균열이 발생하지 않았다. 그러나 GTD 111DS 모재의 경우 IN 625 파우더에서는 결함이 없었으나 Rene 80 파우더를 사용시에는 용접부에 균열이 발생하였다. IN 625 파우더는 모재보다 기계적 성질이 떨어지는 문제가 있으나 Rene 80은 모재와 동등 이상의 기계적 성질을 보유하고 있기 때문에 Rene 80 의 적용을 위해 균열이 발생하지 않는 용접변수의 제어를 시도하였다. 용접변수의 조정 결과 레이저 파워와 파우더 공급량을 낮추고 용접속도를 높여 균열이 발생하지 않는 최적의 용접변수를 설정할 수 있었다. 최적화된 용접변수를 적용, 용접한 시편의 인장값을 보면 GTD 111DS 모재에 Rene 80 파우더로 용접된 시편의 인장강도가 상온/고온($760^{\circ}C$)의 조건에서 각각 GTD 111DS 모재의 인장강도 보다 높은 값을 나타내었다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권2호
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• pp.137-143
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• 2020

가스터빈 고온부품 소재로 사용되는 Ni기 초합금 CM247LC 소재에 대한 최적 후처리 조건을 도출하기 위해 일방향 응고 주조법을 통한 봉상시험편을 제작하였다. 제작된 시험편은 HIP (Hot Isostatic Pressing) 처리 및 후열처리를 통해 기계적 특성과 미세 구조를 분석하여 최적의 HIP처리 조건을 도출하고자 하였다. CM247LC 소재의 경우 가스터빈 블레이드의 대체 소재로써 시제품 제작을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 블레이드의 경우 고속의 회전체로 고온 및 고압의 운전 환경에 노출되어 손상 시 후단의 블레이드와 베인에 대해 추가적인 설비 파손을 야기하여 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 따라서, CM247LC 소재가 블레이드 시제품 제작에 사용되기 위해서는 미세구조와 기계적 특성에 대한 신뢰성이 확보되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 CM247LC 소재에 대한 기계적 특성 향상을 위해 전력연구원에서 설계한 기준에 따라 HIP처리 및 열처리를 수행하고 미세조직 특성 및 기계적 특성 분석을 통해 기존 1,300℃급 가스터빈 블레이드에 소재로 활용되고 있는 GTD111DS 소재와 기계적 특성을 비교 평가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.397-401
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• 2000

화력발전 플랜트의 터빈 블레이드(blade) 재료인 12Cr 합금강의 고속 열화 시편에 대한 레일리(Rayleigh) 표면탄성파의 산란과 속도의 주파수 의존특성을 액체/고체 경계 면에서 표면파의 발생기구에 의해 나타나는 후방복사 초음파 세기의 입사각 의존성으로 간접 평가하고 부식피로 특성과 비교 분석하였다. 후방복사 현상이 발생하는 입사각 폭은 부식온도와 반비례하였으며 이는 효과적 부식층의 두께 증가로 설명되었다. 이 프로파일의 폭은 피로시험에서 균열성장 관계식인 파리스(Paris) 법칙의 지수 m과 선형적으로 반비례하여 열화시편의 부식 피로 특성의 비파괴적 평가에 있어 후방복사된 초음파를 이용한 기술이 매우 유용함을 보여 보여주었다.