• 대한기계학회논문집B
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• 제28권3호
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• pp.304-314
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• 2004

An experimental study has been conducted to measure the temperature fields and the local film cooling effectiveness for two and three staggered rows of the rectangular shaped-holes with various blowing rates. The hydraulic diameter of rectangular-shaped hole is 10mm. To compare with the film cooling performance of rectangular-shaped hole, two kinds of circular holes are tested. One has the same hydraulic diameter as the rectangular hole and the other has the same cross sectional area. Also, rectangular holes with expanded exit with same inlet area as rectangular ones are tested. Temperature fields are measured using a thermocouple rake attached on three-axis traversing system. Adiabatic film cooling effectiveness on the surface are obtained based on experimental results of thermochromic liquid crystals. The film cooling effectiveness is measured for various blowing rates and compared with the results for the cylindrical holes. In case of 2 rows, the rectangular holes has better performance than circular holes due to its slot-like geometry. In case of 3 rows, the effecta of hole shape is not clear.

• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.93-99
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• 2006

막냉각량과 작동점의 변화에 따른 축소형 칼로리미터의 열유속 특성을 실험과 해석을 통해 알아보았다. 칼로리미터의 실린더 부분은 8개의 채널로, 노즐부는 11개의 채널로 구성되어 있다. 설계점 연소시험 시 막냉각량이 전체 연료유량의 10.5%일 때 노즐목에서의 열유속은 막냉각이 없을 때보다 약30% 감소하였다. 또한 막냉각이 없을 경우, 고압-고혼합비 조건 연소 시험 시 노즐목에서의 열유속이 설계점 시험 시보다 약 31% 증가함을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.315-320
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• 2008

본 연구에서는 화염 안정기 형상이 램제트 연소실에서의 단열 막냉각 효율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면의 끝에 화염안정기 형상을 설치하여 화염안정기에 의해 발생된 난류 유동이 다단 슬롯에 영향을 끼치도록 실험 장치를 구성하여, 화염안정기 형상을 탈부착 시키면서, 슬롯 출구 하류에서의 단열 막냉각 효율을 측정하였다. 화염 안정기를 설치하였을 경우 화염안정기에 의해 발생된 유동의 높은 전단력과 난류강도로 급격히 주유동과 혼합되어, 화염안정기가 설치되지 않은 경우에 비해 전체적으로 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1851-1865
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• 1994

The objective of the present study is to predict the film cooling effectiveness by a row of holes at various injection ratios and injection angles. Numerical calculations have been performed to investigate the characteristics of flow and temperature distributions in a region near the down-stream of injection hole including the region of adverse pressure gradient. The elliptic turbulent 3-dimensional governing equations with variable thermal properties using the low-Reynolds number k-$\bar{varepsilon}$ model was solved by SIMPLE algorithm. The results showed that the presence of adverse pressure gradient and secondary vortex in the region near the downstream of injection hole induces large temperature gradent. The $45^{\circ}$ injection has higher averaged film cooling effectiveness than $60^{\circ}$ injection. But neverthless the $90^{\circ}$ injection has greater deviation from a flat plate than $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$ injection, the $90^{\circ}$ injection has higher averaged film cooling effectiveness than $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$ injection in the region near the downstream of injection hole.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.14-21
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• 2001

An experimental study has been conducted to investigate the heat/mass transfer characteristics within a square film cooling hole with asymmetric inlet flow conditions. The asymmetric inlet flow condition is achieved by making distances between side walls of secondary flow duct and film cooling hole different; one side wall is $2D_h$ apart from the center of film cooling hole, while the other side wall is $1.5D_h$ apart from the center of film cooling hole. The heat/mass transfer experiments for this study have been performed using a naphthalene sublimation method and the flow field has been analyzed by numerical calculation using a commercial code. Swirl flow is generated at the inlet region and the heat/mass transfer pattern with the asymmetric inlet flow condition is changed significantly from that with the symmetric condition. At the exit region, the effect of mainstream on the inside hole flow is reduced with asymmetric condition. The average heat/mass transfer coefficient is higher than that with the symmetric condition due to the swirl flow generated by the asymmetric inlet condition.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권7호
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• pp.927-936
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• 2002

An experimental study has been conducted to investigate the heat/mass transfer characteristics within a film cooling hole of square cross-section for various blowing ratios and Reynolds numbers. The experiments have been performed using a naphthalene sublimation method and the flow field has been analyzed by numerical calculation using a commercial code. A duct flow enters into a film cooling hole in a cross-direction. For the film cooling hole with square cross-section, it is observed that the reattachment of separated flow and the vortices within the hole enhance considerably the heat/mass transfer around the hole entrance region. The heat/mass transfer on the leading edge side of hole exit region increases as the blowing ratios decrease because the main flow induces a secondary vortex. Heat/mass transfer patterns within the square film cooling hole are changed little with the various Reynolds numbers.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권7호
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• pp.937-944
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• 2002

An experimental study has been conducted to investigate the heat/mass transfer characteristics within a square film cooling hole with asymmetric inlet now condition. The asymmetric inlet now condition is achieved by making distances between side walls of the secondary now duct and the film cooling hole different; one side wall is $2D_h$ apart from the center of the film cooling hole, while the other side wall is $1.5D_h$ apart from the center of the film cooling hole. The heat/mass transfer experiments for this study have been performed using a naphthalene sublimation method and the now field has been analyzed by numerical calculation using a commercial code. Swirl now is generated at the inlet region and the heat/mass transfer pattem with the asymmetric inlet now condition is changed significantly from that with the symmetric condition. In the exit region, the effect of mainstream on the inside hole now is reduced with the asymmetric condition. The average heat/mass transfer coefficient is higher than that with the symmetric condition due to the swirl now generated by the asymmetric inlet condition.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.305-309
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• 2008

본 연구에서는 화염 안정기 형상이 램제트 연소실에서의 단열 막냉각 효율에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 램제트 연소실 입구의 경사진 확장면의 끝에 화염안정기 형상을 설치하여 세로축 화염안정기에 의해 발생된 난류 유동이 다단 슬롯에 영향을 끼치도록 실험 장치를 구성하였다. 화염 안정기를 설치하였을 경우 화염안정기에 의해 발생된 유동의 높은 전단력과 난류강도로 인해 급격히 주유동과 혼합되어 화염안정기가 설치되지 않은 경우에 비해 전체적으로 냉각 성능이 감소함을 결과를 통해 확인하였다. 또한 각각의 경우 분사율을 높여주면 좀 더 양호한 막냉각 효율을 기대할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.329-334
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• 2007

고온 환경에서 작동하는 가스터빈 블레이드의 열부하 감소를 위해 다양한 냉각법이 적용되고 있다. 블레이드 외부에서는 작은 홀을 통해 저온의 냉각유체를 분사시키는 막냉각법이 사용되는데, 블레이드 내부의 정확한 온도 예측을 위해서는 작동 조건과 위치에 따른 막냉각 효율을 정확히 산출하여야 한다. 본 연구에서는 압력에 따라 반사되는 빛의 강도를 달리하는 압력감응페인트를 이용하여 평판에서의 막냉각 효율을 측정하였다. 그 결과, 압력감응페인트를 이용한 막냉각 계수 측정법은 상세한 막냉각 계수의 분포를 측정 가능케 하였다. 0.5, 1, 2의 세 가지 분사비가 실험에 적용되었고, 분사비가 커질수록 막냉각 홀 근처의 막냉각 계수는 감소하였지만 하류의 막냉각 계수는 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.903-913
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• 2011

본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 냉각을 위해 사용되는 막냉각 홀을 대상으로 다양한 형상변수들이 막냉각 효율에 미치는 영향을 평가하기 위한 수치적 연구를 수행하였다. 삼차원 압축성 Reynolds-averaged Navier-Stokes 해석을 수행하였으며, 난류모델로는 shear stress transport 모델이 사용되었다. 해석을 통해 홀의 형상, 측면 방향 분사각, 홀의 주기 및 분사율이 막냉각 효율에 미치는 영향이 평가되었다. 해석결과, 원통형홀의 경우 측면 방향 분사각이 존재할 때 월등히 향상된 막냉각 효율을 보여주었으며, 홴형상 홀의 경우 측면 방향 분사각이 $20^{\circ}{\sim}30^{\circ}$일 때 가장 높은 막냉각 효율을 보여주었다. 또한 홀의 주기의 변화에 따른 성능평가 결과 높은 분사율일 때가 낮은 분사율의 경우보다 홀의 주기에 의존하는 경향을 보였다.