• 한국추진공학회지
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• 제17권5호
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• pp.70-79
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• 2013

마이크로 가스터빈용 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 비반응 유동 및 혼합특성에 관한 수치해석 연구가 수행되었다. 고정된 열부하에서 pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향이 주요 변수로 검토되었다. 결과로서, pilot 버너의 위치, 선회 각 및 방향의 변화는 버너 출구 근처의 난류 유동장, 특히 중앙 재순환영역 및 난류강도의 큰 변화를 초래하며, 화염안정성 및 배기성능의 큰 변화를 동반하게 된다. 실험결과와의 비교를 통해, 하이브리드/이중 선회제트 연소기의 개발을 위하여 화염안정성 및 배기의 측면에서 pilot 버너의 최적 위치, 선회각$45^{\circ}$ 그리고 정방향 선회유동 조건들이 선택되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.848-853
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• 2004

Regarding to the project SUAV (Smart Unmanned Aerial Vehicle) in KARI (Korea Aerospace Research Institute), several engine configurations has been evaluated. However it's not an easy task to collect all the necessary data of each engine for the analysis. Usually, some kind of modeling technique is required in order to determine the unknown data. In the present paper a qualitative method for reverse engineering is proposed, in order to identify some design patterns and relationships between parameters. The method can be used to estimate several parameters that usually are not provided by the manufacturer. The method consists of modeling an existing engine and through a simulation, compare its transient behavior with its operating envelope. In the simulation several parameters such as thermodynamics, performance, safety and mechanics concerning to the definition of operation-envelope, have been discussed qualitatively. With the model, all engine parameters can be estimated with acceptable accuracy, making possible the study of dependencies among different parameters such as power-turbine total inertia, TIT, take-off time and part load, in order to check if the engine transient performance is within the design criteria. For more realistic approach and more detailed design requirements, it will be necessary to enhance the compressor map first, and more realistic estimated values must be taken into account for intake-loss, bleed-air and auxiliary power extraction. The relative importance of these “unknown” parameters must be evaluated using sensitivity analysis in the future evaluation. Moreover, fluid dynamics, thermal analysis and stress analysis necessary for the resulting life assessment of en engine, will not be addressed here but in a future paper. With the methodology presented in the paper was possible to infer the relationships between operation-envelope and engine parameters.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.124-131
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• 2019

가스터빈엔진 고도시험설비 운용특성탐색 및 설비튜닝 연구와 유량/추력 측정방안 검증을 위한 엔진 시뮬레이션덕트 설계 연구를 수행하였다. 설비 운용특성 검증은 배압/추력 제어가 필요하므로 Spikecone type의 가변노즐을 적용하였으며, 유량검증용 ISO 쵸킹노즐의 추가장착이 가능토록 설계하였다. 시뮬레이션덕트 주유로 면적은 1D Sizing으로 결정하고, 노즐면적변화에 따른 시뮬레이션덕트 내부 유동특성은 1D/CFD 해석으로 조사하였으며, 해석결과로부터 설비운용특성 탐색 및 유량/추력 검증시험을 위한 공기공급부 시험조건을 도출하였다. Spike 노즐 구동부는 시험 전운용 구간에서 공력하중조건을 견디도록 모터, 리니어 볼스크류 등의 부품모델을 선정하였으며, 시험 시 10 mm/s의 이송속도가 가능하도록 설계하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권2호
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• pp.191-218
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• 2019

The tower-platform interface and mooring system of floating offshore wind turbines (FOWTs) are some of the most critical components with significant influences on overall project costs. In addition to satisfying strength requirements, it is typical and vital to meet fatigue criteria for a service life of 25 years or more. Wind spectra characteristics considered in analysis can penalize fatigue designs, leading to unnecessary costs. The International Electrotechnical Commission (IEC, 2009) recommends the use of site-specific wind data (spectrum, turbulence intensity, etc.) in design of FOWTs, but for offshore sites it is often the case that such data is unavailable and land-based data are used as surrogates in design. For such scenarios, it is worth investigating whether such alternative approach is suitable and accurate, and understanding the consequence of the selection of wind spectral characteristics on fatigue design. This paper addresses the impact of the subsequent selection on fatigue responses of towerbase and mooring system in a FOWT, as a sequel to the paper by Udoh and Zou (2018) which focused on impacts on strength design. The 5 MW semi-submersible FOWT platform with six mooring lines implemented in the preceding study is applied in analysis. Results indicate significant variations in resulting fatigue life with considered wind parameters. Thus, it is critical to apply proper wind spectra characteristics for analysis and design of FOWTs to avoid unnecessary conservatism and costs. Based on the findings of this study, more explicit guidance on the application of turbulence intensities for IEC-recommended models in offshore sites could lead to more accurate load estimates in design of FOWTs.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.479-487
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• 2023

최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제31권5호
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• pp.205-212
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• 2020

풍력 터빈 시스템의 성능에서 블레이드는 매우 중요한 역할을 하지만 복잡하고 불규칙적인 하중에 의한 손상에 취약하며 유지 보수 비용도 많이 든다. 따라서 블레이드 제조를 완료한 후에 결함을 찾아내고 일정 기간 사용한 후에 블레이드 손상을 찾아내는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 풍력 터빈 블레이드의 주재료인 유리섬유와 탄소섬유 패널에서 내부 결함을 검출할 수 있는 새로운 방법을 제안하고자 한다. 블레이드 제조 또는 작동 중에 발생할 수 있는 복합재료의 섬유 파단을 모사하기 위해 적층된 재료의 중간층에 직경 5 mm의 홀을 가공한 후에, 비접촉 측정 기술인 이미지 상관법(digital image correlation, DIC)을 사용하여 내부 결함을 검출하였다. 인장시험기를 사용하여 가공된 시편에 인장 하중을 가하면서 이미지 상관법 시스템으로 변화되는 시편의 이미지를 저장하고 분석하였다. 유리섬유 복합재료 시편에서는 인장 하중 방향으로 5%의 변형률부터 내부 결함이 검출되었으며 탄소섬유의 경우에는 1%의 변형률부터 내부 결함이 검출되었다. 재료 특성에 따라 내부 결함 주변에 일정 수준의 변형률 차이가 발생함에 따라 결함이 검출됨을 이미지 상관법 시스템으로 증명하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.209-215
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• 2017

대형 부유식 파력-해상풍력 복합발전시스템은 정 사각형(폭 150m) 부유식 플랫폼 컬럼 상부에 4기의 3MW 풍력터빈이 설치된다. 전방 풍력터빈으로부터 발생되는 후류는 터빈배치에 따라 후방 풍력터빈의 출력성능과 하중특성에 불리한 영향을 미치므로 후류간섭에 대한 유동해석을 통해 최적배치설계가 실시되어야 한다. 본 논문에서는 플랫폼 배치조건($0^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$) 변화에 따른 개별 풍력터빈의 출력특성 및 연간에너지생산량을 확인하기 위해 풍속변화(8m/s, 11.7m/s, 19m/s 25m/s)에 대한 비정상상태 CFD 해석을 실시하였다. 레일리분포를 적용한 연간에너지생산량 계산결과는 각 배치조건에 따라 다르게 나타났으며, 해석결과에 근거하여 후류손실이 최소화 될 수 있는 최적 배치설계를 제안하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.207-207
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• 1991

The crack length measurements by electrical potential(EP) method for 1% Cr-Mo-V and 12%Cr steel of 0.5T-CT specimen were performed at $500^{\circ}C, 600^{\circ}C 700^{\circ}C$, and an applicability of stress intensity factor($K_I$), net section stress($\sigma_{net}$), $C^*$-ingegral and $C_t$ parameter was studied to measure creep crack growth rate(da/dt) with side groove and without side groove under static and cyclic loading condition. The experimental result could be summarized as follows: 1) Crack measurement by EP method was available and coincided with the Johnson,s analytical equation. 2) da/dt by $K_I$ and $\sigma_{net}$ was not adequate because of the wide scatter band according to load and temperature, but $C^*$-integral, except for transition region, was adequate. 3) $C_t$ parameter showed the best fitted line through total creep region without relating with both temperature and load condition. 4) Under the cyclic loading condition, $C_t$ parameter was proper to extimate da/dt. And it was shown that da/dt for 1% Cr-Mo V steel under the static condition(R=1) was 1.16 times faster than the case under cyclic loading(R=0), and for 12% Cr steel, 1.43 times.

• 한국해양공학회지
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• 제5권2호
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• pp.67-75
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• 1991

The crack length measurements by electrical potential(EP) method for 1% Cr-Mo-V and 12%Cr steel of 0.5T-CT specimen were performed at $500^{\circ}C, 600^{\circ}C 700^{\circ}C$, and an applicability of stress intensity factor($K_I$), net section stress($\sigma_{net}$), $C^*$-ingegral and $C_t$ parameter was studied to measure creep crack growth rate(da/dt) with side groove and without side groove under static and cyclic loading condition. The experimental result could be summarized as follows: 1) Crack measurement by EP method was available and coincided with the Johnson, s analytical equation. 2) da/dt by $K_I$ and $\sigma_{net}$ was not adequate because of the wide scatter band according to load and temperature, but $C^*$-integral, except for transition region, was adequate. 3) $C_t$ parameter showed the best fitted line through total creep region without relating with both temperature and load condition. 4) Under the cyclic loading condition, $C_t$ parameter was proper to extimate da/dt. And it was shown that da/dt for 1% Cr-Mo V steel under the static condition(R=1) was 1.16 times faster than the case under cyclic loading(R=0), and for 12% Cr steel, 1.43 times.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권4호
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• pp.138-145
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• 2018

Elliptical bearings are widely used for large steam turbines owing to their excellent load carrying capacity and good dynamic stability. Power loss in bearings is an extremely important parameter, especially for high turbine capacities. Optimization of operation conditions and design variables such as bearing clearance and bearing length can reduce the power loss in elliptical bearings. Although changes in the oil supply method have served to increase the efficiency of the tilting pad journal bearing, it has not explicitly improved elliptical bearings. In this study, we verify the static characteristics of an elliptical bearing by changing the direction of oil supply. We evaluate the bearing power loss and bearing metal temperature, and compare the bearing performance and reliability in different test cases. The direction of oil supply is $90^{\circ}$ (9 o'clock) and $270^{\circ}$ (3 o'clock) when the rotor rotates in a counterclockwise direction. We use an elliptical bearing with an inner diameter and active length of 220.30 and 110.00 mm, respectively. Bearing power loss and bearing metal temperatures are measured and evaluated by rotor rotational speed, oil flow rate, and bearing load. The results reveal a 20 reduction in the power loss when the direction of oil supply is 90. Furthermore, the oil film on the upper part of the bearing has a high temperature when the direction of oil supply is $90^{\circ}$. In contrast, when the direction of oil supply is $270^{\circ}$, the oil film on the upper part of the bearing is relatively cold.