• 한국유체기계학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.32-38
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• 2004

Shape of a multi-blades centrifugal fan is optimized by response surface method based on three-dimensional Navier-Stokes analysis. For numerical analysis, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with standard $k-{epsilon}$ turbulence model are transformed into non-orthogonal curvilinear coordinate system, and are discretized with finite volume approximations. Due to the large number of blades in this centrifugal fan, the flow inside of the fan is regarded as steady flow by introducing the impeller force models for economic calculations. Optimizations with and without constraints are carried out. Design variables, location of cur off, radius of cut off, expansion angle of scroll and width of impeller were selected to optimize the shapes of scroll and blades. Data points for response evaluations were selected by D-optimal design, and linear programming method was used for the optimization on the response surface. As a main result of the optimization, the efficiency was successfully improved. The correlation of efficiency with relative size of inactive zone at the exit of impeller is discussed as well as with average momentum fluxes in the scroll.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.385-390
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• 2003

Shape of a multi-blades centrifugal fan is optimized by response surface method based on three-dimensional Navier-Stokes analysis. For numerical analysis, Reynolds-averaged Wavier-Stokes equations with standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model are transformed into non-orthogonal curvilinear coordinate system, and are discretized with finite volume approximations. Due to the large number of blades in this centrifugal fan, the flow inside of the fan is regarded as steady flow by introducing the impeller force models for economic calculations. Optimizations with and without constraints are carried out. Design variables, location of cur off, radius of cut off, expansion angle of scroll and width of impeller were selected to optimize the shapes of scroll and blades. Data points for response evaluations were selected by D-optimal design, and linear programming method was used for the optimization on the response surface. As a main result of the optimization, the efficiency was successfully improved. The correlation of efficiency with relative size of inactive zone at the exit of impeller is discussed as well as with average momentum fluxes in the scroll.

• 한국가스학회지
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• 제24권3호
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• pp.47-53
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• 2020

본 연구에서는 엔진발전기에 사용되는 냉각팬 형상을 단방향 유동-구조 연성해석을 통하여 냉각팬의 성능과 내구성을 분석하여 최적화 설계자료를 제시하였다. 이를 위해, 냉각팬 내부 유동장에 대해 정상상태 해석을 수행하고, 정상상태 계산 결과를 구조해석을 위한 입력 데이터로 사용함으로써 내구성을 분석하였다. 냉각팬의 블레이드와 스윕 각도를 변경하는 작업을 통해 6가지 type을 모델링하여 유동해석을 진행하였으며, 질량유량과 토오크의 비는 A type이 가장 우수하지만, 질량유량이 상대적으로 큰 B type이 유동성능이 가장 좋은 냉각팬의 형상이라고 판단하였다. 유동해석을 통해 선정된 B type의 블레이드 두께를 4가지로 설정하여 구조해석을 검토한 결과, 피로안전계수까지 고려하였을 때 B Type-3가 가장 적합하다고 판단되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권3호
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• pp.215-220
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• 2017

접수 및 대목 줄기의 회전 절단으로 인한 접목 불량 발생 가능성에 대한 문제점을 해결하기 위하여 수학적 분석 및 고속카메라를 이용하여 실측한 결과 칼날 회전반경 50mm이고 줄기직경이 5mm 일 때, 깊이는 0.11mm인 것으로 계산되어 줄기부 곡면 절단에 따른 문제는 없을 것으로 사료된다. 또한 접목시스템에서 모종 줄기를 잡는 그립퍼의 최적 형상 설계를 위하여 실시한 모종 줄기 압축시험 결과 대목의 경우 0.8mm 이상, 접수의 경우 0.6mm 이상의 범위에서 줄기부를 압축 할 경우 이전 형상으로 완전히 복원되지 않는 것으로 조사되어 그립퍼 형상 설계 시 그럼퍼 간격 결정에서 고려해야 할 것으로 사료된다. 또한 접목시기인 토마토 모종의 경우 줄기의 휨이 평균 10도 전후 인 것으로 조사되어 접목불량이 발생할 가능성이 있으므로 이를 개선하기 위한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다. 최적핑거 형상 시험에서는 모서리핑거 형상이 핑거간 거리 조정을 통해 정확한 중앙점을 잡을 수 있는 것으로 조사되었다. 핑거간 거리는 접수와 대목에 대해 각각 2.5mm와 3.0mm로 설정하고 신축성 있는 재질을 이용하여 1mm 두께로 코팅을 하면 대부분의 모종 줄기를 상처없이 파지 할 수 있을 것으로 조사되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.159.1-159.1
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• 2011

Due to the global warming, the need to secure the alternative resources has become more important worldwide. Having very strong current on the west coast with up to 10 m tidal range, there are many suitable sites for the application of TCP(Tidal current power) in Korea. Not only from the current produced from the high tidal range, but also it can be widely applied to the offshore jetties and piers. The VAT(Vertical axis turbine) system could be very effective tidal device to extract the energies from the attacking flow to the structures. For the relatively slow current speed, the VAT system could be more effective application than HAT(Horizontal axis turbine) device. The performance of VAT can be evaluated by various parameters including number of blades, shape, sectional size, diameters and etc. The paper introduces the multi-layer vertical axis tidal current power system with savonius turbine. The turbine was designed with consideration of optimal blade numbers and the performance was simulated by CFD analysis.

• 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.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.519-528
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• 2023

본 논문에서는 식기 세척기 내 원심펌프를 대상으로 수치적/실험적 연구를 통해 최적 설계를 수행하였으며 유량 및 소음 성능을 개선하고자 하였다. 먼저 대상 원심펌프의 특성을 실험적으로 분석하기 위해 펌프 성능시험기를 통한 유량 실험과 반 무향실에서의 소음 실험을 진행하였다. 원심펌프 회전에 따른 내부 유동 및 유동 소음 성능을 수치적으로 모사하기 위해 전산유체역학 기반의 Reynolds Averaged Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Ffowcs Williams and Hawkings 방정식을 지배 방정식으로 수치해석을 수행하였다. 실험 결과와의 비교를 통해 수치 기법의 유효성을 검증하였으며, 검증된 수치 기법을 활용하여 원심펌프 내 임펠러 형상에 대한 최적 설계를 수행하였다. 수치 기법의 활용을 통해 최적 설계된 임펠러의 개선된 유량 성능을 수치적으로 확인하였으며, 유동장 분석을 통해 임펠러 형상 각도 변화에 따른 유동 특성 변화 및 개선을 확인하였다. 또한, 시제품 제작 및 실험을 통해 개선 유량 성능을 검증하였으며, 팬 법칙에 의거하여 동일 유량에서 소음 수준이 감소함을 확인하였다.