• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.896-904
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• 2017

희박 예혼합 연소기는 NOx 배출 규제를 만족시키지만, 연소불안정 현상을 야기하는 단점을 갖고 있다. 이때 연소불안정 현상은 연소기 내부에서 열발생 섭동과 음향 압력 섭동 사이의 피드백 관계로부터 도출된다. 특히 항공용 엔진에 대한 배출 가스 규제가 강화되면서, 환형 연소기에서의 연소불안정 연구에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 환형연소기에서의 길이방향 및 환형 방향의 모드까지 계산할 수 있는 열음향 네트워크 모델을 개발 및 사용하였고, 이때 연소 모델은 화염전달함수를 적용하였다. 이와 같은 네트워크 모델을 사용하여 벤치마킹한 환형연소기의 실험데이터와 비교 분석하여 연소불안정 해석을 진행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.72-80
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• 2018

연소불안정 현상은 연소기 내부에서 열발생 섭동과 음향 압력 섭동 사이의 피드백 관계로부터 도출된다. 특히 항공용 엔진에 대한 배출 가스 규제가 강화되면서, 환형 연소기에서의 연소불안정 연구에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 환형연소기에서 다양한 음향 모드를 계산할 수 있는 열음향 네트워크 모델을 개발 및 사용하였고, 이때 연소 모델은 화염전달함수를 적용하였다. 이와 같은 네트워크 모델을 사용하여 벤치마킹한 환형연소기의 실험데이터와 비교 분석하여 연소불안정 해석을 진행하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3247-3252
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• 2007

Endwall losses contribute significantly to the overall losses in modern turbomachinery, especially when aerodynamic airfoil load and pressure ratio are increased. Hence, reducing the extend and intensity of the secondary flow structures helps to enhance overall efficiency. From the large range of viable approaches, a promising combination positioning and height of endwall contouring was chosen. The objective of this study is to document the three-dimensional flow in a turbine cascade in terms of streamwise vorticity, total pressure loss distribution and static pressure distribution on the endwall and blade surface and to propose an appropriate positioning and height of the endwall contouring which show best secondary, overall loss reduction among the simulated endwall. The flow through the gas turbine were numerically analyzed using three dimensional Navier-Stroke equations with a commercial CFD code ANSYS CFX-10. The result shows that the overall loss is reduced near the flat endwall rather than contoured endwall, and the case of contoured endwall installed at 30% from leading edge with height of 25% for span showed best performance.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.111-121
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• 2005

지상용 장비의 주 동력원으로 사용할 수 있는 출력 100kW급 가스터빈 엔진의 연소기를 개발하여 시험하였다. 이를 위해 환형역류형 연소기와 압력선회식 연료노즐을 채택하였고, 1차원 설계와 3차원 열, 유동해석을 통하여 연소기 설계를 수행하였으며, 연료노즐 시험, 연소기 리그 시험 등을 통하여 개발된 연소기의 성능을 확인하였다. 개발된 연소기를 엔진에 장착하여 각종 환경시험을 수행한 결과, 연소기 저온 점화성능, 내구 성능 등에서 만족할 만한 결과를 도출하였으며, 개발된 연소기는 지상용 주 동력장치에 성공적으로 적용되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.36-40
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• 2004

일반적인 운용고도와 운항속도의 조건에서 스마트 무인기용 소형 가스터빈 엔진 연소기 내부의 유동 및 연소현상을 실험, 수치를 병행하여 연구하였다. 스마트 무인기의 비행모드에 따른 배압변화에 대한 이해를 위해 우선 무부하시 연소기 내부유동 및 연소현상을 수치해석으로 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권9호
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• pp.94-102
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• 2004

본 연구에서는 회전하는 터빈에서 입사각을 변경하면서 성능을 측정하여, 최적의 입사각을 찾기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 입사각은 터빈 익형의 설계에 중요한 설계변수이기 때문에 최적의 입사각을 찾기 위한 실험적 연구가 많이 수행되었었다. 하지만 대부분의 연구가 직선형이나 환형의 케스케이드에서 수행되었기에 이러한 실험장치에서 얻어진 최적의 입사각을 회전하는 터빈에 적용하는 것은 문제가 없다. 따라서 본 연구에서는 회전하는 터빈에서 입사각의 변경에 다른 성능을 측정하여 최적의 입사각을 얻고자 하였다. 실험결과는 터빈의 성능이 입사각의 변경에 따라 상당한 영향을 받고 있음을 보여주고 있으며 적용 가능한 입사각의 범위는 터빈에 가하여지는 입력공기력의 증가에 따라서 좁아지는 경향을 보여주고 있다. 본 실험에 적용된 익형에서의 최적입사각은 $-12^{\circ}$를 나타내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권3호
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• pp.204-211
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• 2019

희박연료 직접분사(Lean Direct injection(LDI)) 가스터빈 연소기에 대한 이상유동 특성을 해석하였다. LDI 연소기에 적용된 환형분사기(hollow-cone spray injector)의 분열을 모사하기 위해 분열모델(Linearized Instability Sheet Atomization(LISA), Aerodynamically Progressed Taylor Analysis Breakup(APTAB)을 적용하였다. 침투깊이와 평균입도(Sauter Mean Diameter(SMD))를 통해 분열모델을 검증하였으며, LDI 연소기에 적용하여 이상유동특성을 분석하였다. 스월인젝터로 인해 Precessing Vortex Core(PVC)가 발생하였으며, 액적들이 PVC를 따라 미립화되는 것을 확인하였다. SMD 결과를 통해 PVC가 회전하는 영역의 외곽으로 즉, 빠른 속도 영역에 액적들이 분포하며, 스톡스수(Stokes number)는 1보다 작다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권1호
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• pp.19-28
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• 2011

본 연구에서는 속도 복합형 초음속 충동형 터빈의 최적 동익 오버랩을 선정하기에 앞서, 사전연구차원에서 동익 오버랩에 따른 터빈 성능특성을 분석하였다. 축대칭 노즐과 환형 노즐 대신에 사각단면 초음속 노즐이 적용된 속도 복합형 터빈에 대해 연구를 수행하였다. 상용 유동해석 프로그램을 이용한 터빈의 3차원 전산해석을 통해 익근보다는 익단에 오버랩을 적용한 경우가 터빈의 성능을 향상시키는데 더 효과적이며, 익근과 익단 모두 오버랩을 적용한 경우가 터빈의 성능 향상 가장 큰 것으로 나타났다. 2단 동익 오버랩의 경우, 전체 터빈에서 2단이 발생시키는 출력이 약 22~23%에 지나지 않으므로 2단 동익 오버랩에 의한 터빈 성능 향상은 크지 않은 것으로 파악되었다.

• 한국분무공학회지
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• 제28권3호
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• pp.119-125
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• 2023

In this research, a network model was developed to predict combustion instability in an annular gas turbine combustor (GT24) for power generation. The model consisted of various acoustic elements such as several ducts and area changes which could represent a real combustor with a complex geometry, applied mass, momentum, and energy equations to each element. In addition, a one-dimensional network model through a cylindrical coordinate system has been proposed to predict various acoustic modes. As a result of the analysis, the key resonant frequencies such as longitudinal, circumferential, and complex modes were derived from the EV combustor of GT24, and the reliability of the current model was verified through comparison with the 3D Helmholtz solver.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.8-9
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• 1997

산업의 발달과 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 고효율, 저공해인 가스터빈의 응용범위가 넓어지고 있는 추세이다. 가스터빈 기관의 효율을 높이기 위해서는 터빈 입구온도를 높이는 것이 필수적인데 이는 재질에 의해 제한 받게 되고 이 때문에 효과적인 냉각방법의 필요성이 대두되었다 충돌제트는 국소적으로 높은 열/물질 전달 효과를 얻을 수 있어서 터빈 블레이드 냉각과 연소기 벽면 냉각에 효과적으로 응용 될 수 있다. 이러한 충돌제트의 냉각효과는 제트출구의 초기조건에 매우 민감한데 Kelvin-Helmholts 불안정은 불안정한 자유전단층에서 자연적인 와류생성(roll up)과 개개의 와류고리 형성의 원인이 되고 이 고리의 성장과 병합(pairing)은 제트의 유동특성에 상당히 영향을 미친다. 제트주위에 생성되는 이러한 와류에 의해 제트중심에서 속도와 난류강도가 변하게 된다. 이러한 제트초기의 불안정성은 하류에서의 와류성장에 영향을 끼치기 때문에 와류의 조절에 의한 충돌 면에의 열 전달 효과 상승을 기대할 수 있다. 이 조절방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데 하나는 제트주의 환형관에 이차유동을 가하여 와류를 직접 제어함으로써 자유전단류(free shear layer flow)의 안정성 원리를 이용하여 열 전달을 촉진하는 것이고 다른 하나는 음향여기(acoustic exitation)를 사용하여 제트주위의 와류형성을 조절하는 것인데, 자연적으로 형성되는 와류의 주파수(와류의 고유주파수)나 부조화 주파수(subharmonic)로 음향여기 시키는 경우 제트 주위 와류는 더욱 증폭되고 그렇지 않은 경우 제트주위 와류의 형성이 억제되어 더 긴 제트코어의 길이 및 제트코어 주위에서 작은 크기의 와류들이 형성된다.