• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.769-774
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• 2013

가스터빈엔진의 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고효율, 수명주기 동안의 운용비 최소화 등의 요구조건으로 고온의 터빈입구 온도, 고압축비, 고속 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경에서의 구조 안전성을 평가하기 위해서는 재료 모델링과 유한요소해석 기법 등이 필수적이며 더 나아가 형상최적화가 반드시 요구된다. 본 연구에서는 터빈 디스크의 구조 건전성을 평가하기 위해 2 차원 축 대칭 및 섹터 모델을 생성하고, 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소 해석을 수행하고자 한다. 이를 근거로 터빈 디스크에서 구조적으로 취약한 2 개의 영역인 디스크 보어와 디스크와 블레이드의 연결 부위인 도브테일에 대해 형상변수 고찰을 하고자 한다. 최종적으로 형상변수 결과를 기초로 한 개선된 디스크 형상을 제안함과 동시에 좀 더 정교한 형상최적화가 필요함을 확인한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권3호
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• pp.358-367
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• 2012

A study on tidal turbine using CFD simulation has been an economical and reliable method. However, large flow fields with multi-turbine arrays require high computer performance. Actuator disc theory therefore is widely applied. Actuator disc is the concept that imitates actual turbine by means of an energy absorption disc which has the same dimension and characteristics. Turbines installed in array may have disturbance effects on one another. Thus, the subject of this study is to analyze the far wake of these tidal turbines and compare to single turbine case. The main objects are to analyze two turbines positioned longitudinally at different spaces.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권4호
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• pp.231-238
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• 2006

위상 배열 초음파 기법을 이용한 국내 표준형 윈전 저압 터빈의 디스크 검사에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 디스크 mockup을 제작하고 결함을 가공하였으며 결함에 대한 검출과 길이 측정 방법에 따른 결과를 고찰하였다. 깊이 측정에서 릴은 결함은 AATT(absolute arrival time technique)방법 혹은 RATT (relative arrival time technique)방법을 사용하여 깊이를 측정할 수 있었으나, 조기에 발견하여야 할 깊이가 깊지 않은 결함은 이와 같은 방법으로 깊이를 측정할 수 없었다. 이 경우 결함 신호가 나타나는 각도 범위를 이용하여 결함 깊이를 측정하였으며 유용한 도구임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권5호
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• pp.1458-1467
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• 1996

A direct differentiationmethod is presented for the shape design sensitivity analysis of axisymmeetric elastic solids. Based on the exisymmetric boundary integralequaiton formulation, a new boundary ntegral equatio for sensitivity analysis is derived by taking meterial derivative to the same integral identity that was used in the adjoint variable melthod. Numerical implementation is performed to show the applicaiton of the theoretical formulation. For a simple example with analytic solution, the sensitivities by present method are compared with analytic sensitivities. As an application to the shape optimization, an optimal shape of a gas turbine disc toinimize the weight under stress constraints is found by incorporating the sensitivity analysis algorithm in an optimizatio program.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2000년도 추계학술대회논문집
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• pp.599-604
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• 2000

Excessive vibration magnitude results in serious damage and economic losses in the turbine and generator system. Therefore, it is of importance to evaluate the accurate dynamic characteristics of the system in advance. In this paper, rotordynamic characteristics of both the shrunk-fit disc and welded drum rotors have been investigated to ensure an excellent running behavior of the system in which low-pressure(LP) turbines of a nuclear power plant were retrofitted to improve thermal efficiency and reliability. Analysis shows that the welded drum rotor has good torsional characteristics rather than the shrunk-fit disc rotor. In addition, verification testing of field test was performed to confirm the retrofit. Test results are good agreement with analysis ones.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-14
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• 2013

Steam turbine blades and discs of nuclear power plants are one of the most highly stressed areas of turbine rotor, and periodic inspection of the blade roots is essential for monitoring integrity and preventing turbine failure. Ultrasonic technique is applied for volumetric inspection of blade root. However, the complexity of blade root geometry imposes challenges to inspection of blades and discs. Recently, phased array ultrasonic inspection technology is being applied to numerous power generation inspection applications including turbine rotor. The phased array ultrasonic technique requires customized inspection wedges which are generally necessary to generate effectively higher incident angle. But the usage of this wedge can cause access limitation for the lower stage blades of turbine because of the wedge front length. Therefore, the shear wave phased array probe which can generate high inspection angle without wedge is essentially necessary. In this study, feasibility study is conducted for the shear wave phased array ultrasonic probe application to blade and disc inspection. As results, the experimental results show that the shear wave phased array probe can detect the flaw and measure its size with reliable accuracy. Therefore if this shear wave phased array probe is applied to field inspection of blade and disc, more reliable inspection is expected for turbine having access limitation.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.379-384
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• 2014

가스터빈엔진의 가장 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고온, 고압축비, 고속 회전이라는 가혹한 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경과 디스크와 블레이드가 가지는 큰 회전 에너지로 인해 디스크 및 블레이드에 의해 유발되는 파손은 항공기 손상 혹은 탑승자의 피해로 이어지는 재해적 고장 혹은 한계 고장으로 이어진다. 그러므로 디스크와 블레이드의 구조적 건전성의 마진을 충분히 확보하기 위해서 본 연구에서는 디스크의 취약 부위인 도브테일의 형상을 최적화하고, 그 해의 강건성을 확인하기 위해 치수 공차와 피로 수명의 산포와 같은 불확실성에 대하여 신뢰도 해석을 수행하고자 한다. 이 결과를 통해 결정론적 방법인 최적설계의 필요성과 함께 한계를 확인하고, 향후 신뢰도 기반 최적설계의 필요성을 인지하고자 한다. 이를 위해 비선형 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소해석을 수행하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제9권2호
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• pp.70-76
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• 2006

The microstructure evolution during a hot forging of Waspaloy was investigated using the recrystallization model and FEM simulation. In order to obtain an uniform microstructure, hot forging was carried out by two step. The change of grain size during hot forging has a deep connection with dynamic recrystallization behavior. Avrami-type constitutive equation for the dynamic recrystallization was implemented into an user subroutine of 2D FE simulator. The evolution of grain structure in the two-step forging of Waspaloy was simulated using the 2D FEM user-subroutine. The detailed variation of microstructures due to dynamic recrystallization could effectively be predicted at various locations in a forged pancake.

• 비파괴검사학회지
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• 제17권3호
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• pp.174-183
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• 1997

터빈 로타 디스크는 디스크, keyway, bore surface, hub, rim 등으로 구성되고 이들 부분이 전형적인 균열 발생 부위이다. 이러한 부위는 기하학적 형상이 복잡해 적절한 탐촉자의 선정, wedge 설계 및 가공, 검사체의 형상과 크기에 따른 정상신호와 결함신호의 분류 및 평가가 필요하다. 본 연구에서는 디스크 keyway 및 bore surface에 인공결함을 갖는 디스크 대비 시험편을 제작하여 구조, 형상별 초음파 신호를 수집하여 분석하였고 디스크 곡률에 따른 wedge를 설계, 제작하였다. 본 연구를 통하여 형상별 신호를 정의할 수 있었고 디스크부에 발생되는 결함을 검출하고 평가할 수 있는 초음파검사 기술을 확립하였다. 또한 현장 적용에 있어서 성공적인 결과를 입증하였다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제25권3호
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• pp.1-7
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• 2023

As the capacity of renewable power generation facilities rapidly increases, the variability of electric power system and gas turbine power generation is also increasing. Therefore, problems may occur that require urgent repair while the gas turbine rotor is stopped. When the gas turbine rotor turning is stopped and then restarted, if the turning period is not appropriate, severe vibration may occur due to rotor bending. As a result of the experiment, it was confirmed that normal operation is possible when the gap data measured at the start of rotor turning after maintenance work is similar to the existing value. And the vibration value at the start of rotor turning was lower as the rotor temperature was lower or the stop period was shorter.