Optimal Parameter Selection by Health Monitoring of Gas Turbine Engines using Gas Path Analysis

GPA를 이용한 가스터빈 엔진의 성능진단에 의한 최적 계측변수 선정에 관한 연구

For performance prediction and diagnostics of gas turbine engines, linear and non-linear gas path analysis are applied. In order to find optimal instrument parameters to detect the physical faults such as (outing, erosion and corrosion, non-linear gas path analysis is used. A typical industrial gas turbine engine, TB5000, is used to study the effect of physical faults on engine performance. Through comparison of RMS error between linear and non-linear gas path analysis, the optimal instrument parameters can be defined. As a result, it is found that the linear GPA has the level of error introduced by the assumption of the linear mode: can be of the same order of magnitude as the fault being soughtwhile the non-linear GPA can be solved the non-linear relationships between dependent and independent parameters using an iterative method such as the Newton-Raphson method with sufficient accuracy.

가스터빈 엔진의 성능예측과 진단을 위해 선형 및 비선형 가스경로 해석방법이 적용되었다. 염, 부식, 침식과 같은 물리적 손상을 탐지하기 위한 최적 계측변수를 구하기 위해 비선형 가스경로 해석을 이용하였다. 물리적 손상이 엔진성능에 미치는 영향을 연구하는데 전형적 산업용 가스터빈 엔진인 TB5000에 적용하였다. 선형 가스경로 해석과 비선형 가스경로 해석의 끈 오차 비교를 통해 최적의 계측변수가 정의될 수 있었다. 결과적으로, 선형 가스경로 해석방법은 선형화 모델의 가정에 의해 유도된 오차정도가 손상의 크기와 같은 정도가 되는 반면에 비선형 가스경로 해석방법은 Newton-Raphson 반복기법을 사용하여 독립변수와 종속변수의 비선형 관계를 충분한 정확성과 함께 풀 수 있다는 점을 알 수 있었다.