• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.18-24
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• 2005

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 30-50%까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로 터빈용 원심 압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2000년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.200-210
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• 2000

본 연구에서는 고속의 원심압축기에서 스톨 발단에 관한 연구를 수행하였다. 스톨을 일으키는 요인과, 스톨이 발생하기 전에 이를 미리 경고할 수 있는 방법을 주된 연구 주제로 삼았다. 원주방향으로 균일하게 분포된 8개의 고속응답 압력변환기를 사용하여 순간압력을 측정하였으며, 이 신호를 공간 푸리에 변환(space Fourier transform)을 사용하여 스톨의 발단을 알리는 신호를 측정하였고, 회전하는 파의 에너지(Traveling Wave Energy) 방법을 사용하여 스톨을 미리 경고하는 방법에 대하여 연구하였다. 회전하는 파의 에너지 방법은 스톨을 경고하는 데 좋은 성능을 보였으며, 저속에서는 약 임펠러 100회전, 중간속도에서는 약 200회전, 그리고 고속에서는 약 임펠러 1000회전의 경고시간을 보였다. 그리고 스톨 발단 근처에서 공간 푸리에 계수의 위상이 임펠러 주파수의 속도로 선형적인 증가를 보이는 구간이 나타났으며, 또한 임펠러 주파수의 스펙트럼이 스톨로 접근하면서 증가하는 것으로부터, 임펠러 주파수가 스톨을 일으키는 중요한 요인으로 작용함을 알 수 있었다. 또한 임펠러의 회전속도에 관계없이 스톨로 접근하면서 임펠러 주파수의 스펙트럼이 증가하므로, 이 값이 스톨을 경고하는 방법으로 사용될 수 있음을 보였으며, 약 임펠러 2n회전의 경고시간을 얻을 수 있었고, 임펠러의 속도가 빠를수록 긴 경고시간을 얻었다. 이 방법의 개발로 하나의 센서의 측정만으로도 효과적으로 스톨을 경고할 수 있는 기반을 마련하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.145-154
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• 2000

오늘날 폐기물 매립장의 구조적 안정성문제는 국내.외적으로 중요한 문제로 대두되고 있으며, 특히, 사면의 차수체계에서의 안정성에 대한 논란이 사회적 문제로 대두되고 있다. 또한, 우리 나라는 주민들의 NIMBY 현상과 국토의 효율적 활용을 위하여, 폐기물 매립장을 해안매립지나 산간지방에 많이 건설하고 있다. 그러나, 이러한 경우 사면구배가 급해지고 토목섬유의 활용이 불가피해져 안정성에 많은 문제점을 내포하게 된다. 이 연구는 폐기물 매립장 사면의 안정성을 해석하기 위하여, 원심모형실험을 실시하였다. 또한, 이론식 및 사면안정 해석 프로그램을 이용하여 안전을 산정하였다. 이 연구에 사용한 토목섬유 점토차수재(GCLs)의 팽윤도는 침출수와 증류수의 투과수에 대하여 22~25%의 팽윤도를 보였으며, 투수계수는 투과수가 침출수일 경우, 1.47$\times$10-10cm/sec, 증류수일 경우, 8.75$\times$10-11cm/sec의 값을 나타내었다. 원심모형실험 결과, 토목섬유 점토차수재의 포화여부와 지오멤브레인(HDPE)의 표면거칠기에 따라 사면 안전율이 각각 변화함을 알 수 있었으며, 표면이 거친 지오멤브레인과 건조한 토목섬유 점토차수재를 사용하였을 때, 파괴가 발생되지 않아 사면안정성이 높은 것으로 평가되었다. 또한, 이론에 의해 도출된 사면의 안전율과 사면안정 해석프로그램에 의한 안전율 계산 시, 전자의 경우가 후자의 경우보다 작게 평가됨을 알 수 있다.

• 전기의세계
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• 제17권2호
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• pp.35-37
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• 1968

증기 Turbine plant의 제어방식은 점점 더 복잡하게 고도화하고 있으며 원심 또는 유압조속기등 Lever와 유압기구의 조합으로 구성된 기계유압식 Governor 대신에 전자유압식 Governor(Electro-Hydraulic Governor, EHG 일반적으로 광의의 의미로는 전자유압식제어장치 Electro-Hydraulic Control System이라함)의 개발에 주력하고 있으며 본보고서는 이에 대한 시험결과를 기술한 것이다. 본보고서는 산업용(자가발전용) 증기 Turbine의 전자유압식 Governor에 관한 것으로서 기계유압식에서의 복잡한 Lever 기구, Relay 장치등 기계부분의 전자유압화와 고압제어유의 채용및 이에 따르는 각부분의 Module화, Solid State화 및 소형 Unit화에 의하여 취급및 보수가 용이한 고성능의 제어장치를 개발하게 되었다. 특히 미국의 GE사에서 이에 대한 개발이 앞서 있으며 현재 100MW까지 약 30대가 실용화되고 있다고 한다. (이글은 일본화력발전지 1968년 1월 제136호에서 발췌한 글이다.)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1123-1127
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• 2005

종방향 유속의 연직분포 흐름 특성을 파악하기 위해서 중심각이 $180^{\circ}$인 단일 만곡부에서 실험을 수행하였다. 실험결과를 분석한 후 종방향 유속의 연직분포 흐름특성을 재현하기 위해서 원주형 종방향 운동 방정식에 와점성 개념을 도입하였다. Rozovskii의 종방향 그리고 연직방향 유속식들을 도입하여 이론식을 개발하였다. 이론식의 수리학적 변수들은 원심력 항, Chezy 계수, 그리고 전단유속 항들로 구성되어 있다. 이론식은 곡률반경을 따라 변화하는 만곡부 내에서 종방향 유속의 연직분포가 변형되는 현상을 재현하고 있다. 이론식은 본 연구에서 실험을 통해 취득한 관측자료와 비교한 결과 잘 일치함을 보여주고 있다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.9-15
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• 1999

A screw-type centrifugal pump was manufactured to carry primarily solids and its impeller had a wide flow passage. However, there was an effect on the flow passage shape on delay of the choke due to entrained air not being clarified yet. Moreover, because its impeller has a particular shape, only few studies have tried to clarify the pump performance and details of internal flow pattern of that pump. For this reason, we carried out the pump performance experiment under air-water two-phase flow condition with different impeller tip clearances, pump rotational speeds and void fractions by using a small screw-type centrifugal pump designed to acquire basic data. In a general centrifugal pump, it was reported that there was a loss of pump head from single-phase flow to the choke due to air entrainment near the best efficiency point being large. However, the loss near the best efficient point in a screw-type centrifugal pump became less than that in a general centrifugal pump.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.805-815
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• 2007

단일추력의 정상 작동 상태의 액체 로켓 엔진 시스템 모듈화 프로그램을 작성하기 위한 선행 연구로 엔진 주요 구성품들에 대한 성능설계 프로그램을 작성하였다. 주요 구성품으로는 추력실, 원심형 펌프, 충동형 터빈, 재생 냉각 채널 등이 고려되었다. 복잡성을 피하기 위하여 열역학적 관계식 및 비점성 이론을 바탕으로 한 여러가지 관계식들과 간략한 수학적 모델을 사용하였다. 본 논문에서는 도출된 결과를 정성적으로 살펴보고, 주요 설계 파라미터를 바꿔가면서 구성품의 작동특성 변화에 대한 경향성을 검토함으로써 일반적인 구성품 설계 이론에 부합하는가를 확인하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.57-65
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• 2000

The aim of this paper is to understand the unsteady flow phenomena in a high speed centrifugal compressor channel diffuser. Instantaneous pressures aye measured at six locations in the diffuser using fast-response pressure transducers. Instantaneous pressure ratio decomposition was applied to analyze the pressure signal. In vaneless space where impeller-vaned diffuser interaction is strong, aperiodic unsteadiness is high and periodic pressure waveforms by blade passing are not clear at low flow rates, especially near vane suction side. High aperiodic unsteadiness decreases downstream of diffuser. The blade-to-blade pressure wave does not disappear in surge flow condition. In surge there exist not only large scale periodic surge wave but also blade-to-blade pressure wave.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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• pp.367-373
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• 1995

터빈 blade에 대해 기존의 stiffness matrix법과 finite element법에 의한 방식을 개선하여 수치계산을 행한 결과 다음의 결론을 얻었다. 1)stiffness matrix법을 적용하기 위해 th.2 order로 방정식을 유도하였으며, 회전시의 원심력의 영향 및 blade의 기하학적 형상이 수식에 고려되었다. 이 방법으로 blade의 여러 parameter의 영향을 간단히 계산할 수 있다. 계산결과는 다른 논문의 결과와 잘 일치함을 보였다. 또한, 원심력의 영향에 있어서는 th.2 order의 계산결과가 기존의 변형된 th.1 order의 결과보다 더 정확한 결과를 얻을 수 있다. 2) FEM 이용시 계산시간을 단축하면서 정확한 결과를 얻기 위해 blade를 간단히 modeling하여, 기하학적인 형상과 회전시의 영향을 고려한 식을 유도하였다. 본 방법의 결과는 타 문헌과 일치하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권4호
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• pp.507-513
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• 2001

Time averaged pressure distributions in a high-speed centrifugal compressor channel diffuser at design and off-design flow rates are investigated. Pressure distributions from the impeller exit to the channel diffuser exit are measured for various flow rates from choke to near surge condition, and the effects of operating condition are discussed. The strong non-uniformity in the pressure distribution is obtained over the vaneless space and semi-vaneless space caused by the impeller-diffuser interaction. As the flow rate increases, flow separation near the throat, due to large incidence angle at the vane leading edge, increases aerodynamic blockage and reduces the aerodynamic flow area downstream. Thus the minimum pressure location occurs downstream of the geometric throat, and it is named as the aerodynamic throat. And at choke condition, normal shock occurs downstream of this aerodynamic throat. The variation in the location of the aerodynamic throat is discussed.