• 제목/요약/키워드: Vortex turbine

검색결과 197건 처리시간 0.025초

가스터어빈형 연속류연소기의 유동에 관한 연구(II) -연소기내의 유동특성- (A Study on Flow Characterstics of Gas Turbine rvpe Combustor (II) - Flow Characteristics in Combustor -)

  • 이근오;지용욱;김형섭
    • 한국안전학회지
    • /
    • 제4권1호
    • /
    • pp.59-70
    • /
    • 1989
  • This paper deals with the experimental study on the flow characteristics in straight flow can type combustor which has been used for high pressure ratio gas turbine combustor. The author has investigated the effects of swirl number and secondary air hole arrays in axial position on the flow characteristics by adopting the tuft method and 5-Hole Pilot Tube. From these experiments, as the swirl number increases, the results obtained is that the area of recirculation zone becomes wide and the position of vortex-core region approaches to the near of fuel nozzle in the model combustor. The most favourable penetration is obtained when secondary air jet is introduced through the air holes distributed in the form of paralled two rows in axial position of model combustor.

  • PDF

선형 익렬에서의 실속 전파에 관한 수치적 해석 (Numerical Analysis of Stall Propagation in Linear Cascade)

  • 서용석;백제현
    • 대한기계학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
    • /
    • pp.416-421
    • /
    • 2000
  • The performance of gas turbine engines is affected by instabilities, like as rotating stall and/or surge. Rotating Stall is a transient intermediate stage between normal flow and complete flow breakdown leading to engine surge. Rotating Stall is associated with large amplitude nonaxisymmetric flow variations rotating around the compressor annulus. This paper presents the evolutions of stall propagation in a compressor cascade by numerical analysis. The flow phenomena due to stall cells and propagation speed are examined using 2 dimensional Navier - Stokes equations.

  • PDF

On the Significance of Turbulence Models and Unsteady Effect on the Flow Prediction through A High Pressure Turbine Cascade

  • El-Gendi, M.M.;Lee, Sang-Wook;Son, Chang-Ho
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
    • /
    • 제35권7호
    • /
    • pp.938-945
    • /
    • 2011
  • Unsteady flow simulations through a transonic turbine vane were carried out for an isentropic Mach number of 1.02 and a Reynolds number of $10^6$. The main objective of the study is to investigate the effect of unsteadiness due to vortex shedding on the flow in transonic regime. The steady and the time-averaged unsteady results by employing three different turbulence models: shear stress transport (SST), k-${\omega}$, and ${\omega}$ Reynolds stress models were compared. The comparisons were emphasized on the isentropic Mach number along the blade and total pressure loss at the cascade exit. The results showed that both steady and unsteady calculations have good agreement with experimental data along the blade surface. However, at cascade exit, the unsteady calculations have much better agreement with experimental data than steady calculations. Based on these, we conclude that the unsteady flow calculations are essential for these types of problems.

실용 연소장 해석을 위한 대 와동 모사 (Large Eddy Simulation for the Analysis of Practical Combustion Field)

  • 황철홍;이창언
    • 한국연소학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국연소학회 2005년도 제31회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
    • /
    • pp.181-188
    • /
    • 2005
  • Large eddy simulation(LES) methodology used to model the isothermal swirling flows in a dump combustor and the turbulent premixed flame in a model gas turbine combustor. The LES solver was implemented on parallel computer consisting 16 processors. In isothermal flow simulation, the results was compared with that of ${\kappa}-{\varepsilon}$ model as well as experimental data, in order to verify the capability of LES code. To model the turbulent premixed flame in a gas turbine, the G-equation flamelet model was used. The results showd that LES and RANS well predicted the mean velocity field of a non-swirling flow. However, in swirling flow, LES showed a better performance in predicting the mean axial and azimuthal velocities, and the central recirculation zone than those of RANS. In a model gas turbine combustor, the operation condition of high pressure and temperature induced the different phenomena, such as flame length and flow-field information, comparing with the condition of ambient pressure and temperature. Finally, it was identified that the flame and heat release oscillations are related to the vortex shedding generated by swirl flow and pressure wave propagation.

  • PDF

선형터빈 케스케이드 통로내의 2차 유동과 손실에 관한 연구 (The Experimental Investigation of the Secondary Flow and Losses Within the Plane Turbine Cascade Passage)

  • 이기백;양장식;나종문
    • 대한기계학회논문집
    • /
    • 제19권3호
    • /
    • pp.784-795
    • /
    • 1995
  • This paper represents the results of the experiments of the three-dimensional flow and the aerodynamic loss caused by the three-dimensional flow within the plane bucket blades. To research the secondary flow and the aerodynamic loss, the large-scale plane bucket blade of lst-stage in the low pressure steam turbine is made of FRP. The detailed investigation of the secondary flow and the aerodynamic loss using 5-hole pressure probe within turbine cascade has been carried out in the low speed wind tunnel. The limiting streamlines of the suction and endwall surface have been visualized by the oil film method. The flow visualization of the secondary flow has been performed by the laser light sheet technique and image processing system. By using the method mentioned above, it is possible to observe the evolution of the pitchwise mass-averaged flow deviation angle and total pressure loss coefficient, the secondary flow, and the aerodynamic loss through the cascade.

Rotor dynamic analysis of a tidal turbine considering fluid-structure interaction under shear flow and waves

  • Lass, Andre;Schilling, Matti;Kumar, Jitendra;Wurm, Frank-Hendrik
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
    • /
    • 제11권1호
    • /
    • pp.154-164
    • /
    • 2019
  • A rotor dynamic analysis is mandatory for stability and design optimization of submerged propellers and turbines. An accurate simulation requires a proper consideration of fluid-induced reaction forces. This paper presents a bi-directional coupling of a bond graph method solver and an unsteady vortex lattice method solver where the former is used to model the rotor dynamics of the power train and the latter is used to predict transient hydrodynamic forces. Due to solver coupling, determination of hydrodynamic coefficients is obsolete and added mass effects are considered automatically. Additionally, power grid and structural faults like grid fluctuations, eccentricity or failure could be investigated using the same model. In this research work a fast, time resolved dynamic simulation of the complete power train is conducted. As an example, the rotor dynamics of a tidal stream turbine is investigated under two inflow conditions: I - shear flow, II - shear flow + water waves.

부유식 풍력 하부구조물의 운동 저감을 위한 부가물 형상 연구 (Study on the Shape of Appendage for the Reduction of Motion of Floating Wind Turbine Platforms)

  • 서대원;안재현;오정근
    • 해양환경안전학회지
    • /
    • 제28권7호
    • /
    • pp.1201-1208
    • /
    • 2022
  • 일반적으로 부유식 해상풍력발전 에너지의 수급성과 효율을 극대화하기 위해서는 하부구조물의 파랑 감쇠로 인한 운동을 저감시키는 것이 중요하다. 선행 연구들에 따르면 파도 중 하부구조물에 설치된 감쇠판에 의해서 발생한 와류점성으로 인해 운동 응답이 감소되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 5MW급 반잠수식 OC5 플랫폼과 감쇠판이 부착된 두가지 플랫폼을 설계하고, 와류점성으로 인한 운동저감효과를 확인하기 위해 자유감쇠실험과 수치계산을 수행하였다. 모형시험 결과로 낙하 높이를 30 mm, 40 mm, 50 mm에서의 상하 자유감쇠실험을 수행하였을 때 OC5 플랫폼 대비 두 가지의 형태의 감쇠판이 부착된 플랫폼이 상대적으로 운동감쇠성능이 향상되었다. 모형시험과 수치계산 결과에서 형상화한 감쇠판 모델(KSNU Plate 1, KSNU Plate 2)들이 각각 OC5 대비 상하운동 진폭이 1.1배, 1.3배 각각 감소했으며, KSNU Plate 2 플랫폼은 KSNU Plate 1 플랫폼보다 OC5 대비 약 2배 감쇠성능이 좋아진 것으로 나타났다. 본 연구에서는 감쇠판의 면적과 와류점성이 상하동요의 감쇠율과 밀접한 관련을 보여준다.

최적화 기법을 이용한 일반적인 날개 형상에서의 유동특성 향상 (Developing the flow quality in an wing-body junction flow by the optimizing method)

  • 조종재;김귀순
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
    • /
    • pp.303-307
    • /
    • 2009
  • 터빈 익렬 내의 2차유동손실은 터빈 익렬에서 발생하는 전체 공기역학적 손실의 $30{\sim}50%$ 차지한다. 따라서 터빈 효율 향상에 있어 개선해야 될 중요한 부분으로 인식되고 있다. 또한, 과거부터 2차유동에 의한 손실을 줄이기 위한 많은 연구들이 수행되어졌다. 본 논문에서는 2차유동손실을 일으키는 요인 중의 하나인 말굽와류의 강도를 감쇄시키기 위해 일반적인 날개 앞전에 설치한 판에 대해, 판의 설치 높이, 길이, 폭 및 두께 등의 형상변수를 설계변수로 정하여 이를 최적화 하였다. 연구를 위해 $FLUENT^{TM}$$iSIGHT^{TM}$를 이용하였다. 그리고 기준 모델의 경우보다 전압력 손실 계수가 약 7.5% 향상 되었다.

  • PDF

희박연료 직접분사(Lean Direct Injection) 가스터빈 연소기의 이상유동 분석 (The Analysis of Two-phase Flow in a Lean Direct Injection Gas-turbine Combustor)

  • 이교빈;김종찬;성홍계
    • 한국항공우주학회지
    • /
    • 제47권3호
    • /
    • pp.204-211
    • /
    • 2019
  • 희박연료 직접분사(Lean Direct injection(LDI)) 가스터빈 연소기에 대한 이상유동 특성을 해석하였다. LDI 연소기에 적용된 환형분사기(hollow-cone spray injector)의 분열을 모사하기 위해 분열모델(Linearized Instability Sheet Atomization(LISA), Aerodynamically Progressed Taylor Analysis Breakup(APTAB)을 적용하였다. 침투깊이와 평균입도(Sauter Mean Diameter(SMD))를 통해 분열모델을 검증하였으며, LDI 연소기에 적용하여 이상유동특성을 분석하였다. 스월인젝터로 인해 Precessing Vortex Core(PVC)가 발생하였으며, 액적들이 PVC를 따라 미립화되는 것을 확인하였다. SMD 결과를 통해 PVC가 회전하는 영역의 외곽으로 즉, 빠른 속도 영역에 액적들이 분포하며, 스톡스수(Stokes number)는 1보다 작다.

NREL Phase VI 수평축 풍력터빈의 저주파 공력소음 해석에 관한 수치적 연구 (A Numerical Study on Analysis of Low Frequency Aero-acoustic Noise for a HAWT of NREL Phase VI)

  • 모장오;이영호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
    • /
    • 제33권8호
    • /
    • pp.1170-1179
    • /
    • 2009
  • 본 연구의 목적은 수평축 풍력터빈인 NREL Phase VI를 대상으로 ANSYS FLUENT에서 제공하는 LES와 FW-H 상사식을 이용하여 풍력발전기로부터 방사되는 저주파 공력소음을 수치적으로 예측하는 것이다. 풍력발전기 공력소음에 관한 어떠한 실험적 자료가 존재하지 않으므로, 먼저 정격풍속에서 토크와 출력 등의 공력성능 수치결과를 실험결과와 비교하여 소음원 예측의 타당성을 검증한 후, 풍속 변화에 따른 공력소음 특성을 분석하였다. 그 결과 수치성능결과는 약0.8%이내에서 실험결과와 잘 일치하였다. 풍속이 증가함에 따라 사극자와 이극자에 의한 총음압레벨은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 풍력터빈 허브중심으로부터 거리가 증가함에 따라 원방에서는 $r^{-1}$, 근방에서는 $r^{-2}$에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 그리고 거리가 두배 증가함에 따른 총음압레벨은 약 6dB 감소하였다.