A three-dimensional computation was conducted to understand effects of the inlet boundary layer thickness on the internal flow in a low-speed axial compressor operating at the design condition($\phi=85\%$) and near stall condition($\phi=65\%$). At the design condition, the flows in the axial compressor show, independent of the inlet boundary layer thickness, similar characteristics such as the pressure distribution, size of the hub comer-stall, tip leakage flow trajectory, limiting streamlines on the blade suction surface, etc. However, as the load is increased, the hub corner-stall grows to make a large separation region at the junction of the hub and suction surface for the inlet condition with thick boundary layers at the hub and casing. Moreover, the tip leakage flow is more vortical than that observed in case of the thin inlet boundary layer and has the critical point where the trajectory of the tip leakage flow is abruptly turned into the downstream. For the inlet condition with thin boundary layers, the hub corner-stall is diminished so it is indistinguishable from the wake. The tip leakage flow leans to the leading edge more than at the design condition but has no critical point. In addition to these, the severe reverse flow, induced by both boundary layer on the blade surface and the tip leakage flow, can be found to act as the blockage of flows near the casing, resulting in heavy loss.
유압 실린더용 유패킹의 접촉력, 접촉폭, 돌출발생 임계압력을 밀봉간극에 대하여 유한요소법을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 초기 간섭량이 증가함에 따라 접촉력 및 접촉폭은 급격하게 증가하였다. 그러나 유압이 작용하는 상태에서 밀봉간극이 감소하면 시일의 돌출현상이 발생하는 임계압력은 보다 가파르게 증가함을 확인하였다. 초기 간섭량에 의한 접촉력으로 부터 유압 실린더의 누설에 관련된 사용 최저 유압을 연계하여 갑섭량이 설계되어야하고, 돌출발생 임계압력으로 부터는 사용 최고유압과 관련하여 간극이 설계되어야 하므로 이에 대한 수치해석적 설계자료를 제시하였다. 특히 시일립부의 접촉면을 나타내는 축방향에 따라서 접촉력 분포는 시일립 선단부와 돌출현상에 따른 상호 복잡한 결과의 중요성을 제시하였다. 이 결과는 윤활해석을 위한 탄성유체윤활 해석시 입력자료로 사용될 수 있어 실제 유막두께 해석 및 유동해석을 통하여 누설량 예측 등에 이용될 수 있는 설게자료이다.
Evaluating an optimum seal design to minimize leakage is concerned in the aspect of flow control. Flow is characterized into five categories according to its leakage path. Effect of geometry and leakage path are evaluated according to variation of sealing geometry. To simulate an oil jet or oil mist type high speed spindle lubrication, the working fluid is regarded as two phases that are mixed flow of oil phase and air phase. Both of the turbulence and the compressible flow model were introduced in CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis. This offers a methodological way of enhancement seal design for high speed spindle.
소형 무인항공기 추진용 덕티드 팬의 실험적 연구가 수행되었다. 이 논문에서는 덕티드 팬의 입구, 로터 뒤, 스테이터 뒤에서 허브에서 팁 방향으로 $45^{\circ}$ 경사 열선으로 측정하여 비정상 3차원 유동 특성을 연구하였다. 경사열선 요각을 고정시켜 데이터를 획득하였다. 이 데이터는 위상평균기법을 이용하여 평균되었다. 이 데이터는 Newton-Rhapson 수치해법을 통하여 3개의 비선형 연립방정식을 풀었다. 축 방향, 반경 방향 그리고 원주 방향 속도의 윤곽을 통해 팁 후류, 이차유동 그리고 팁 누설유동과 같은 유동 특성을 확인 하였다.
시일의 접촉면이 경사지고, 정현파형이 존재하며 코닝이 있는 경우에 대한 해석을 하였다. 또한 시일링 간극에 존재하는 유체는 비압축성 점성유체이다. 이러한 요소들을 고려한 레이놀즈 방정식의 일반해를 구하기 위하여 멱급수 근사이론을 이용하여 압력분포를 구하였고, 이 결과를 이용하여 시일의 누설 유동량 및 마찰 토오크를 해석하였다. 계산 결과에 의하면 시일 접촉면의 표면파형이나 코닝에 비하여 경사정도가 시일의 성능에 커다란 영향을 주고 있음을 보여주고 있다.
지하원유비축 기지 저장공동의 원유 유출이나 기화누설을 방지하기 위하여 지하수압을 조절하는 수벽공의 운영이나 공동주위 암반의 그라우팅 공법 설계에 있어서는 공동의 굴착으로 인한 주위 암반의 변형에 따른 투수계수의 변화와 지하수위의 변화에 대한 해석이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 순간증압법을 이용한 삼축압축하의 암석의 투수계수 측정을 통하여 변형율과 투수계수와의 관계함수식을 구하였다. (중략)
석유 연료 고갈 해결 및 온실 효과 가스 배풀 저감을 위한 방안으로 제시되는 수소는 다양한 에너지 저장체로 사용되어 질 수 있으나 안전성에 대한 연구가 요구되어진다. 따라서, 일반적인 저장 형태인 고압 저장 탱크에서 누출이 되었을 경우 분사되는 수소의 거동에 대한 연구가 이루어져야하며 이를 바탕으로 한 보완책이 제시되어야 한다. 이번 연구에서는 누설 시 확산되는 수소의 밀도를 실제 거동과 유사한 3차원 컴퓨터 영상장으로 합성한 후 ART(algebraic reconstruction technique) 및 MART(multiplicative ART)를 기반으로 한 3차원 디지털 스페클 토모그래피 기법을 개발하여 재건하고 분석하였다.
Experimental study was conducted to reveal the instability such as leakage flow and rotating stall in an axial flow fan. For this study, unsteady total pressure probe and multi-hole pressure probe were specially designed for measuring the flow field upstream and downstream of rotor. The measured pressure signal was analyzed by Single and Double Phase Locked Averaging Technique. From the result of total pressure fields at inlet and outlet of the rotor, the useful information on the structure of the stall cell in radial direction was provided. Also, detailed flow measurements were carried out with a specially designed high frequency multi-hole pressure probe, providing some insight to the leakage flow and their interation.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제26권3호
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pp.353-361
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2002
The tip leakage flow passing through the clearance between rotor blade tip and casing shroud has been known to occupy an important portion of the rotor overall loss. In this study, flow characteristics in axial flow rotors with different tip clearances is investigated by experimental and numerical methods. The experimental study was carried out to measure static pressure and velocity profiles at the real rotating test rig. The axial flow rotors used for the experiments have ten blades and three different rotor diameter. The tip clearance heights are 1mm, 3mm, and 4.5mm. Measurements were done using spherical type five-hole probe by non-nulling method. The numerical study was carried out to calculate pressure distributions and velocity vectors at the same condition as the experiments in the flow fields of axial flow rotors using Phoenics code.
초음속 충동형 터빈에 대하여 로터 팁 간극이 터빈 성능에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 팁 간극이 변화된 터빈에 대하여 3차원 유동해석을 수행하였다. 계산 결과 팁 간극이 증가함에 따라 터빈의 효율이 감소하고 팁으로 유출되는 유량이 증가함을 확인하였으며 팁 간극에 의한 유동교란보다는 누설손실 의한 영향이 터빈성능감소에 더 큰 영향을 주는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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