• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.280-281
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• 2017

본 논문에서는 기존의 배풍기 효율을 높이고 크기를 줄이기 위해 임펠러의 속도를 높이는 설계에 관한 연구다. 임펠러 속도는 5500rpm으로 증가시키고 크기는 320mm에서 250mm로 줄였으며 효율과 최대 풍량을 향상키기기 위해 임펠러의 Hub/Tip 비율을 줄이며, 날개각도에 변화를 주는 방식을 제안한다. Hub/Tip 비율이 줄어들면 유량이 통과하는 면적이 넓어지게 되는 효과를 얻게 되고, 임펠러 중심거리에 따른 날개 각도를 변화시키면 풍압과 풍량이 달라지는 효과를 얻게 되어 동일한 rpm으로 회전하는 배풍기의 효율을 높일 수 있다. 설계된 구동용 SRM과 임펠러의 설계에 따른 운전 특성을 시뮬레이션을 통해 해석하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권1호
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• pp.29-37
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• 2019

본 논문에서는 높은 풍량을 갖는 임펠러 형상 최적 설계를 위하여, 블레이드 형상이 임펠러의 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 먼저 임펠러 성능에 큰 영향을 미칠 것이라 판단되는 블레이드 개수, 각도, 길이를 설계변수로 선정하고, 실험계획법에 의거하여 정한 설계 수준에 따라 각기 다른 27가지 임펠러 형상을 설계하였다. 그리고 블레이드 형상 변화에 따른 임펠러 성능변화를 예측하기 위해 ANSYS CFX로 유동해석을 진행하였다. CFD 결과, 블레이드 개수 50개, 각도 $6^{\circ}$, 길이 5 mm 조합의 임펠러 형상에서 가장 높은 풍량이 발생되었다. 마지막으로 해석 결과를 바탕으로 3D프린터를 이용하여 기존 임펠러 형상과 시험군 임펠러 형상을 제작하였고, 블로워의 토출구에서의 유량을 측정하여 CFD 결과와 비교하는 검증 실험을 진행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.1-10
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• 2006

본 연구에서는 낮은 비속도에서 작동하는 소형터보임펠러에서 베인의 형상을 최적화하여 출구에서 높은 양정을 얻기 위한 연구를 수행하였다. 임펠러의 설계점에서 비속도는 SI 단위로 4.0이며 임펠러의 외경은 56mm이다. 최적화를 수행할 때 임펠러의 외경을 고정하여 펌프의 부피를 제한하였으며 임펠러 내부의 설계변수를 변경하면서 목적함수인 양정을 극대화하였다. 설계변수는 베인의 형상설계와 관련이 있는 8개의 설계변수를 사용하였으며, 최적화를 위한 방법으로는 반응면법을 사용하였다. 내부유동장의 계산은 상용코드인 CFX-10을 사용였으며, 최적화된 임펠러에서 얻어진 양정은 초기설계변수에 의하여 설계되어진 임펠러에 비하여 9.7%이상 증가하였다. 이러한 증가는 내부 유로에서의 재순환영역의 감소와 직접적인 관련이 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.81-82
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• 2017

기존의 배풍기 효율을 높이기 위해서 모터와 제어방식 그리고 임펠러 형상에 변화를 주는 시스템 설계에 관한 연구다. 본 논문에서는 임펠러 속도는 5500rpm으로 증가시키고 크기는 320mm에서 250mm로 줄였으며 효율과 최대 풍량을 향상키기기 위해 임펠러의 Hub/Tip 비율을 줄이며, 날개각도에 변화를 주는 방식을 제안한다. 여기서 Hub/Tip 비율이 줄어들면 임펠러 날개의 면적이 늘어나 유량이 증가하게 되고, 임펠러 중심 거리에 따른 날개 각도를 변화시키면 배풍기 속도에 대한 풍압과 풍량이 달라져 배풍기의 효율을 높일 수 있다. 설계된 구동용 SRM과 임펠러의 설계에 따른 운전 특성을 시뮬레이션을 통해 해석하고자 한다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.138-142
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• 2007

본 연구는 고점도 유체의 혼합을 위한 교반기 설계의 기초연구로서 스크류 형상의 임펠러(또는 헬리컬 임펠러)를 가지는 교반기 내의 유동과 이에 따른 유체혼합 특성을 수치해석을 통해 가시화한 것이다. 이와 더불어 양호한 혼합효과를 가져다 줄 것으로 예상되는 엇갈림형 스크류 임펠러의 모델을 제안하였다. 수치해석상의 유체는 고점도의 Newton유체로 가정하였으며 임펠러의 회전속도는 6[rpm]으로 아주 작게 하여 저 레이놀즈수(약 Re=3)에서 혼합효과를 연구하였다. 또한 각종 설계 파라미터를 변화시켜 혼합 양상의 차이를 분석하여 설계에 반영하고자 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권5호
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• pp.424-432
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• 2011

원심압축기 임펠러의 최적화연구를 수행하기 위하여 임펠러의 형상변수와 설계변수에 관한 연구를 수행하였다. 최적화된 결과로부터 성능향상이 달성되었는지를 평가하기 위하여 기존에 실험되어진 임펠러를 선택하였으며, 이 임펠러에서 최적화를 위한 설계변수를 선정하였다. 임펠러 유로에서 허브와 쉬라우드에서의 형상은 베지어곡선으로 재설계되었다. 또한 임펠러 허브와 팁에서의 블레이드 캠버선도 베지어곡선으로 표현하였다. 각각의 형상곡선은 6-8개의 조정점으로 충분히 일치하는 곡선을 얻게 되었으며, 이 중 형상의 변화에 큰 영향을 미치는 조정점을 선택하여 8개의 설계변수로 최적화가 가능함을 보여주었다. 따라서 기존에 사용되고 있는 원심압축기 임펠러의 점 데이터를 활용하여 최적화 형상을 위한 연구가 진행될 수 있음을 보여주었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7878-7884
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• 2015

해수의 접촉이 많은 금속 임펠러는 해수의 염분에 의해 부식이 되므로 탄소섬유로 제작된 임펠러를 사용한 해수펌프가 개발되었다. 해수펌프의 임펠러와 와류실의 최적설계를 수치해석을 통해 수행하였고 관련인자(임펠러 두께, 표면 거칠기)의 영향을 평가하였다. 임펠러의 두께는 무게 때문에 재료에 따라 제한된다. 탄소섬유를 사용한 임펠러는 경량이므로 최대효율을 나타내는 임펠러 두께를 사용할 수 있다. 표면 거칠기의 경우 같은 운전 조건에서 펌프의 효율에 7 % 범위에서 영향을 주는 것을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권2호
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• pp.105-111
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• 2010

조류발전용 HAT 임펠러 설계에 대한 성능 비교 연구를 통하여 설계 개선방향에 대하여 고찰해 보았다. 기존의 조류발전용 임펠러는 풍력에서 사용하고 있는 설계 개념을 그대로 사용하는 경향이 있으며 밀도 차이가 크고 풍력과는 다른 조류발전의 특성을 고려하여 새로이 설계된 임펠러와 기존의 임펠러를 비교하였다. 향후 계산에 의한 비교 뿐 아니라 실험 그리고 경사류등과 같은 특수한 경우에 대한 검증을 수행할 계획이다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제13권2호
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• pp.18-27
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• 1988

농용양수기(農用揚水機)의 효율적(效率的)인 양수작업(揚水作業)을 실시(實施)하기 위하여 최적(最適)의 임펠러설계(設計)에 필요(必要)한 수학적(數學的) 이론분석(理論分析)을 실시(實施)하여 기본모형(基本模型)을 만들고 이 기본모형(基本模型)을 기초(基礎)로 임펠러 날개곡율반경(曲率半徑)을 날개곡선(曲線)을 그리는 방법(方法)(원호곡선(圓弧曲線)과 인볼류트곡선(曲線))에 의해 변화(變化)시켜 설계제작(設計製作)하여 회전수별(回傳數別) 펌프성능(性能)을 조사(調査)하여 분석(分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 임펠러 날개곡율반경(曲率半徑)이 증가(增加)하여도 양수량(揚水量) 및 펌프효율(效率)에는 거의 영향(影響)을 미치지 않는 것으로 나타났다. 2. 임펠러 날개곡율반경(曲率半徑)이 증가(增加)함에 따라 실양정(實楊程) 및 소요동력(所要動力)은 증가(增加)하는 것으로 나타났다. 3. 임펠러 날개곡율반경(曲率半徑)을 구(求)할 때 인볼류트 곡선방법(曲線方法)이 원호곡선방법(圓弧曲線方法)보다 효과적(效果的)인 것으로 나타났다. 4. 이론분석(理論分析)에 의해 설계제작(設計製作)한 본(本) 임펠러가 기존(旣存)의 임펠러보다 펌프효율(效率)이 10%이상(以上) 증가(增加)한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.547-556
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• 2014

본 논문에서는 15,000 마력급 원심식 압축기 임펠러 블레이드에 대한 단방향 유체-구조 연성해석 및 응답표면법을 이용한 형상최적설계를 제시하였다. 임펠러 블레이드의 형상은 공력 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 유체의 압력과 원심력에 의한 임펠러의 구조적 안전성에도 큰 영향을 미치므로 유체-구조 연성해석을 함께 고려한 형상최적설계가 필요한 분야이다. 본 논문에서 유체-구조 연성해석의 유체영역과 구조영역을 ANSYS CFX와 Mechanical을 사용하여 각각 해석하였다. 실험계획법을 기반으로 유체 및 구조해석 결과에 대한 응답표면을 생성하여 구조적 안전성 및 압축비를 제한조건으로 하고 임펠러의 효율을 최대화하는 임펠러 블레이드의 형상최적설계를 수행하였다.