• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.23-32
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• 2012

본 연구에서는 가변 안내익과 가변 정익을 가진 압축기가 적용된 소형 터보팬엔진의 통합성능해석법에 대한 연구를 수행하였다. 통합해석을 위해 Isight를 이용하여 엔진성능해석프로그램(NPSS)과 압축기탈 설계점 성능프로그램(STGSTK)을 연계하여 해석할 수 있는 절차 및 연계프로그램을 구축하였다. 각각의 해석프로그램은 실험데이터와 비교하여 타당성을 검증하였다. 이러한 통합 해석법을 적용한 결과 탈설계점에서 요구되는 서지마진을 가지는 가변시스템의 작동 조건을 예측할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권3호
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• pp.75-81
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• 2011

The turbo blowers having large power capacity are generally composed of the variable inlet guide vane, the impeller and the variable diffuser. In the present study, the effect of the stagger angles on the aerodynamic performances has been investigated by CFD methods. The design specifications of the reference model having 400kW power were given as 7.43kg/s of mass flow rate, 1.66 of pressure ratio with 12000rpm of impeller rotating speed. As the first simulation parameter, the diffuser vane angle was varied in the range of ${\pm}$20 degree from the initial-design point. The inlet guide vane angles, as the second one, was changed in the range of ${\pm}$40 degree from the initial-design point. The commercial Navier-Stokes solver, ANSYS-CFX, was applied to solve the three-dimensional unsteady flow fields inside the turbo blower. Through the numerical results, the desirable setting angles were proposed to fit the best performance to the variation of the operating conditions.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권7호
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• pp.539-546
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• 2013

항공기용 터보팬 엔진에서 압축기 성능이 단 시간에 변화가 클 경우, 이를테면 항공기가 이륙하는 상황에서와 같이 엔진 회전속도(RPM)를 공회전(idle) 상태에서 최대로 증가 시킬 때, 항공기의 엔진 성능이 급격하게 변화하므로 압축기 내에서 서지현상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 서지현상 발생 방지를 그 목적으로 하였다. Simulink를 이용하여 특정 상황에서 압축기 내에 일어나는 동적 움직임을 모사하였다. 연료유량을 입력값으로 하고 그에 따른 RPM, 공기유량은 전달함수로 나타냈으며, NPSS를 통해서 획득한 압축기 성능 맵을 통해 서지마진을 출력하였다. 서지마진을 기준 값 10%와의 차이를 PD제어하여 IGV(Inlet Guide Vane)각을 변화시킴으로써 즉, VIGV를 이용하여 압축기 내의 서지라인과 운용점 사이의 마진을 증가시켜 서지현상이 발생하는 것을 방지하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.1-8
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• 2012

본 연구에서는 가변 입구 안내익이 있는 다단 축류압축기의 성능예측을 위하여 3차원 전산해석, 전산해석 결과를 이용한 단 축적법, 그리고 스케일 된 단 축적법의 3가지 해석 기법을 적용하였다. 이 방법들을 적용하여 구한 압축기 탈설계점 성능특성은 성능시험 결과와 비교하여 분석하였으며, 가변 입구 안내익 적용시의 성능해석을 수행하여 가변 효과를 살펴보았다. 성능해석은 상용 전산 유동해석 프로그램인 FLUENT $6.3^{TM}$ 과 NASA의 압축기 해석 코드를 이용하여 해석을 수행하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1211-1214
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• 2004

In this paper, we propose to use variable inlet guide vane as a means of active surge control to solve above problems. There is some advantage. For example, since the inlet guide vanes are already present in POSCO, no additional actuation device is required. We can collect all data easily which is related to the test and can simulate new model using our compressors. We can obtain the result that blow-off valve is opened less 5% and can operate air compressor automatically and more efficiently. Through a simulation example, the effectiveness of the proposed schemes is illustrated.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.52-61
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• 2015

본 연구에서는 가변 입구 안내익과 블리드 공기 스케줄에 따른 터보팬 엔진에서의 천이 성능특성을 수치적으로 분석하였다. 대상 엔진으로 저 바이패스비 혼합 흐름 터보팬 엔진을 선정하였다. 압축기 가변 입구 안내익에 따른 성능 변화를 고려하기 위해 평균 반경 해석법을 이용하여 압축기 성능성도를 도출하고 엔진 해석 프로그램에 입력하였다. 정상상태 조건에서 축류 압축기 서지마진 10%를 만족하도록 회전속도에 따른 가변 입구 안내익과 블리드 공기 스케줄을 각각 도출하였다. 도출된 스케줄을 이용하여 엔진 천이 성능해석을 수행하였다. 엔진 천이 성능해석 수행 결과 가변 입구 안내익을 사용하는 경우가 블리드 공기를 사용하는 경우보다 천이과정에서 높은 서지마진과 낮은 터빈 입구 온도를 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2171-2180
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• 1991

본 연구에서는 구심터어빈의 설계시 많이 사용되고 있는 NASA의 안내깃 및 회 전익 손실모델들을 이용하여 PR과 K를 실험에 의존하지 않고 구하는 방법을 제시하고 자 한다. 그리고 이 방법을 가변 안내깃이 존재하거나 없는 가상의 구심터빈에 대하 여 탈설계 성능해석을 하여, 본 방법이 기존에 알려진 실험 현상과 유사한 경향을 보 이는지를 알아보기로 한다. 또한 안내깃이 있는 경우에 대하여 기존의 알려진 탈설 계 성능 예측용 프로그램과의 비교를 통하여 본 연구의 해석방법을 간접적으로 검증하 기로 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.326-333
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• 2013

This paper presents the performance enhancement of a double-inlet centrifugal blower by the shape optimization of an inlet duct. Two design variables, a length of anti circulation vane and an angles of inlet guide, are introduced to improve the inlet flow uniformity leading to the blower performance. Three-dimensional Navier-Stokes equations are used to analyze the blower performance and the internal flow of the blower. From the shape optimization of the inlet duct of the double-inlet centrifugal blower, the optimal positions of each design variable are determined. Throughout the analysis of sensitivity, it is found that the angle of the inlet guide is more effective than the length of the anti-circulation vane to increase flow uniformity at the outlet of the duct. Efficiency and pressure for the optimal inlet duct shape are successfully increased up to 3.55% and 3.2% compared to those of reference blower at the design flow condition, respectively. Detailed flow field inside the blower is also analyzed and compared.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.9-18
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• 2016

일반적으로 다단 축류압축기는 부분 부하 조건에서 충분한 운전영역을 확보하기 위해 가변안내깃을 이용한다. 본 연구에서의 해석대상인 다단 축류압축기는 입구에서의 안내깃과 함께 1단과 2단 정익을 가변안내깃으로 하여 운전영역을 확보한다. 따라서 본 연구에서는 정격회전수의 70%와 90% 회전수 조건에서의 가변안내깃의 설치각이 다단 축류압축기의 성능에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 다단 축류압축기의 성능은 3차원 정상상태 및 비정상상태 수치해석을 이용하여 확보하였다. 각 해석기법을 통해 확보한 결과를 비교하였으며 내부유동장의 특성을 파악하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권3호
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• pp.237-242
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• 2014

항공기용 터보팬 엔진의 성능이 이륙과 같이 급격하게 변하는 상황일 때 압축기에서 서지현상이 발생할 수 있는데, 본 논문에서는 이를 방지하는 것을 목적으로 한다. 제안된 시스템은 연료유량을 개루프 명령으로 생성하고, 가변 안내익을 폐루프로 설계하여 터보팬 엔진에 대한 제어시스템을 고전적인 PID제어기와 퍼지 추론 기법을 적용하여 설계하였다. 시뮬레이션은 SIMULINK를 이용하였는데, 제어로직 구성을 위한 동역학적 모델링은 NPSS(엔진해석프로그램)와 SIMULINK를 연동시켜주는 SIMUNLINK BLOCK인 NPSS S-function을 설계하여 이용하였다. 그리고 시뮬레이션 결과로 PID와 Fuzzy 모든 방법에 있어 VIGV의 제어결과로 서지현상을 방지할 수 있음을 증명하였다.