• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.271-278
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• 2001

Structural and dynamic analyses of inducer and impeller for a oxidizer turbopump are peformed to investigate the safety level of strength and vibration at design point. Due to high rotational speed of turbopump, effects of centrifugal forces are carefully considered in the structural analysis. Hydrodynamic pressure is also considered as an external force applied to inducer and impeller blades. A three dimensional finite element method(FEM) is used for linear and nonlinear structural analyses with modified Newton-Raphson iteration method. After the nonlinear trim solution is obtained from the structural analysis, dynamic characteristics are obtained as a function of rotational speed from the linearized eigenvalue analysis at an equilibrium position. According to the results of numerical analysis, the safety margins of strength and vibration resonances m sufficient enough to be operated safely within the required life cycle.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.348-353
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• 2005

A cryogenic test facility has been developed to perform inducer and pump tests using liquid nitrogen. Performance tests of a turbopump in the maximum 50ton-thrust class can be performed with cryogenic fluid in the facility which operates at a temperature around $-196^{\circ}C$ with the rotational speed up to 30,000rpm. To verify the reliability of the cryogenic pump test facility, hydraulic performance tests of an inducer were accomplished, and their results were compared with the result from a water test The results confirm the reliability of the cryogenic test facility, and it is expected to contribute for on-going development of a turbopump for liquid rocket engines.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.20-26
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• 2006

A cryogenic test facility has been developed to perform inducer and pump tests using liquid nitrogen. Performance tests of a turbopump in the maximum 50ton-thrust class can be performed with cryogenic fluid in the facility which operates at a temperature around -196oC with the rotational speed up to 30,000rpm To verify the reliability of the cryogenic pump test facility, hydraulic performance tests of an inducer were accomplished, and their results were compared with the result from a water test. The results confirm the reliability of the cryogenic test facility, and it is expected to contribute for on-going development of a turbopump for liquid rocket engines.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.258-263
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• 2001

A fuel pump for a turbopump system has been designed under an international co-work program. The liquid methane fuel pump has an inducer, in front of centrifugal impeller blades, to improve cavitation performance. The three dimensional viscous flow in the fuel pump was investigated through numerical computation. An arrangement of the inducer and impeller has yielded a strong interaction between inducer and impeller blades. The performance of the pump was evaluated from the calculated results. A parametric study was performed for various design variables, and it could oner a database for design parameters to design a fuel pump. A modified design of a fuel pump was proposed by KIMM to improve pump performance.

• 한국항공운항학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-10
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• 2010

Structures under high temperature may have creep behavior and fatigue behavior. Durability study of the structures need the damage analysis with the creep-fatigue effects. In this paper, the damage analysis is studied for a turbine blade in the turbopump for a liquid rocket engine which is operated under high temperature condition. First of all, the load cycle is required for defining the operational characteristics of turbopump. The thermal stress analysis is done for a turbine blade of the turbopump. The stress analysis results are used to judge damage due to the creep and the fatigue. The strain-life method with miner rule is used for fatigue damage analysis. The Larson-Miller parameter master curve and robinson rule are used for the creep damage analysis. The linear damage summation method is used to consider creep-fatigue effects of turbopump turbine. Finally, the analysis results for fatigue and the influence are compared to figure out the damage phenomenon of the turbopump turbine.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권5호
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• pp.253-261
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• 2020

In this paper, we present an experimental investigation of the frequency characteristics and a visual inspection of an oxidizer pump with a modified rear-floating ring seal for a 7-tonf turbopump. An oxidizer pump typically operates at high rotational speeds and under cryogenic conditions. Despite its low hydraulic efficiency, the floating ring seal is frequently employed as a leakage control solution for turbomachinery because it effectively reduces abrasion by friction. When the oxidizer pump starts up, the floating ring moves excursively but locks up stably against the pump casing when the contact pressure increases. The compressive force on the floating ring depends on the hydrodynamic forces induced by the flow through the floating ring. This force is controlled by the nose position of the floating ring. Based on a validation test for a 7-tonf turbopump with two types of floating rings, we concluded that the floating ring with a small diameter nose can move easily with a low contact pressure in the cooling path. This leads to instability of the pressure fluctuation around the floating ring. In contrast, a floating ring with a large diameter nose has a high contact pressure and attaches strongly to the casing, which causes wear and frictional oxidation between the contact surfaces of the impeller and the floating ring.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권6호
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• pp.92-97
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• 2006

케이징 구조 유연성을 고려한 30톤 추력급 터보펌프에 대한 임계 속도 해석이 수행되었다. 로터와 케이징을 포함한 전체 모델에 대한 3차원 유한요소법이 회전체 동역학 특성을 예측하기 위하여 적용되었다. 케이징 구조 유연성의 영향을 고찰하기 위하여 로터 단독 모델과 고정-고정 및 자유-자유 경계조건을 갖는 로터-케이징 연계 모델에 대한 수치 해석이 이루어 졌다. 무부하 하중 조건과 부하 하중 조건에서의 볼 베어링 강성이 각각 진공 조건과 실제 엔진 장착 조건에서의 작동을 모사하기 위하여 사용되었다. 수치해석 결과로부터 케이징 구조 유연성의 영향이 터보펌프의 임계 속도를 감소시킴을 확인하였다. 특히, 높은 베어링 강성을 갖는 부하 로터 조건에서 낮은 베어링 강성을 갖는 무부하 로터 조건에 비하여 더 많은 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.22-29
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• 2011

고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학 해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.42-49
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• 2012

고추력 액체 로켓 엔진용 터보펌프의 무부하 회전 시험을 통하여 얻어진 임계속도를 회전체동역학해석으로부터 예측된 임계속도와 상호 비교하여 해석 모델의 타당성을 검토하였다. 질량 불평형 하중만을 고려한 베어링 무부하 하중조건에서 해석으로부터 얻어지는 1차 임계속도의 예측치는 시험에서 얻어진 결과와 잘 일치하였다. 상기 회전체동역학 모델을 이용하여 유동해석 및 성능시험 결과를 바탕으로 얻어진 펌프와 터빈의 반경하중으로부터, 반경하중 상대 각도에 따른 베어링 강성 변화를 고려하여 임계속도 변화를 예측하였다. 수치해석 결과 펌프와 터빈의 반경하중 상대 각도는 임계속도에 지대한 영향을 미치고 있는 것으로 나타났다. 반면 추가로 축하중이 부과되는 경우 반경하중의 상대 각도에 대한 영향은 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.89-95
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• 2015

7톤급 로켓엔진용 산화제펌프와 연료펌프에 대하여 물을 매질로 하는 성능시험을 수행하였다. 펌프는 전기모터로 구동되었고 설계 및 탈설계 유량비 조건에서 펌프의 수력성능과 흡입성능이 측정되었다. 양정-유량 곡선, 효율-유량 곡선, 양정-캐비테이션수 곡선을 얻었다. 개발된 펌프는 펌프 양정과 효율의 수력성능에 관한 설계요구조건을 만족시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 흡입성능에 관한 설계요구조건을 만족시킨다.