• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.68-75
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• 2011

This study simulated the effect of steam injection on the performance and operation of a gas turbine combined heat and power (CHP) system. A commercial simple cycle gas turbine was analyzed. A full off-design analysis was carried out to investigate the variations in not only engine performance but also the operating characteristics of the compressor caused by steam injection. Variation in engine performance and operation characteristics according to various operation modes were examined. First, the impact of full steam injection was investigated. Then, operations aiming to guarantee a minimum compressor surge margin, such as under-firing and partial steam injection, were investigated. The former and latter were turned out to be relatively superior to each other in terms of power and efficiency, respectively.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.190-195
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• 2016

본 논문에서는 무인항공기용 소형 터보제트엔진에 대해 압축기 서지현상 및 화염소실을 방지하면서 과도응답 특성을 개선하는 제어기를 설계하였다. 터보제트 엔진의 가 감속 시 서지현상과 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력을 Fuzzy-PID 제어기로 생성하고 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기 설계한다. LabVIEW을 이용한 시뮬레이션을 통해 PID와의 응답특성 비교 분석 및 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴하는 제어 성능을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제6권2호
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• pp.83-94
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• 2003

Preliminary aerodynamic design of a compressor is carried out to meet the design requirements which are pressure ratio of 13, air mass flow rate of 4 ㎏/s and rotational speed of 45,000 rpm. The compressor type is chosen as an axial-centrifugal compressor from the design requirements which is suitable for a medium power class turboprop or turboshaft engine. Its overall isentropic efficiency is estimated to be 0.796 and its surge margin to be 20% exceeding the design requirement. This paper summarizes the aerodynamic design details including the design procedures and the results of the axial -centrifugal compressor.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.88-91
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• 2003

A fuel spiking test was performed to measure the surge margin of gas turbine engines. The surge marin was mainly determined by the compressors and fuel spiking was used to change the operating point in the compressor characteristic map while speed remained constant. To access the surge margin region different spiking signals were applied by modulations of time(frequency) and fuel flow rate(amplitude). The test results showed good agreements with expected fuel spiking patterns and possibility of further studies.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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• pp.422-427
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• 2000

The design of low-solidity vaned diffusers and the effect on the performance of a turbocharger compressor is discussed. The effect of vane number and turning angle was investigated while maintaining a basic design with a leading edge angle of $70^{\circ}$, leading and trailing edge radius ratios of 1.1 and 1.3. All results are compared with those obtained with the standard vaneless diffuser configuration and it was shown that all designs increased and shifted the pressure ratio to reduced flowrates. Despite the low-solidity configuration none of the vane designs provided a broad operating range, and the vane leading edge angle was not main factor that system went into the surge condition. The diffuser of higher trailing edge angle improved the flow range for the compressor to operate at lower flow region.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.449-455
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• 2011

본 논문에서는 연료유량이 제어 수단인 터보제트 엔진에 대해 압축기의 서지를 방지하면서 가속시간을 줄일 수 있는 제어기를 제안하였다. 퍼지이론과 PI+D 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트 엔진 제어기를 설계하였고 Mamdani의 추론법을 적용하여 추론하고, 비퍼지화는 무게 중심법을 사용하였다. 퍼지추론 결과는 터보제트 엔진의 가감속시 서지와 flame-out 현상을 방지하기 위해 연료 유량 제어 입력으로 사용되고, 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 제안된 제어기의 성능을 입증하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.7-14
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• 1999

This simulation method is developed by using GateCycle code for the performance evaluation of the gas turbine in IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) power plant that uses clean coal gas fuel derived from coal gasification and gas clean-up processes and it is integrated with ASU(Air Separation Unit). In the present simulation method, thermodynamic calculation procedure is incorporated with compressor performance map and expander choking models for considering the off-design effects due to coal gas firing and ASU integration. With the clean coal gases produced through commercially available chemical processes, their compatibility as IGCC gas turbine fuel is investigated in the aspects the overall performance of the gas turbine system. The predictions by the present method show that the reduction of the air extraction from gas turbine to ASU results in a remarkable increase in the efficiency and net power of gas turbines, but it is accompanied with a shift of compressor operation point toward to surge limit. In addition, the present analysis results reveal the influence of compressor performance characteristics of gas turbine have to be carefully examined in designing the ASU integration process and evaluating the overall performance parameters of the gas turbine in IGCC Power plant.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.18-24
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• 2004

가스터빈엔진 압축기의 서지마진을 구하기 위하여 연료 돌출 시험을 수행하였다. 본 시험에 사용된 연료 돌출 신호는 엔진 제어기 신호에 중첩되어 연료 밸브를 제어하는 데 사용되었으며 신호 중첩을 위해 연료 제어기와 함수 발생기로 구성된 보조시스템이 사용되었다. 한국항공우주연구원의 고공엔진시험설비에서 실제 엔진 시험이 이루어졌으며 예비 시험결과, 연료 돌출 신호는 연료 라인과 압축기 토출부에서의 압력 신호와 잘 일치하였다. 이에 따라 특정 속도에서의 서지점을 측정하기 위한 시험이 수행되었으며 시험 결과 연료 돌출시험이 서지 측정에 매우 효과적임을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1187-1193
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• 2011

본 논문에서는 연료유량이 제어 수단인 터보제트 엔진에 대해 압축기의 서지를 방지하면서 가속시간을 줄일 수 있는 제어기를 제안하였다. 압축기 회전 속도를 추정하기위해 고이득 관측기를 사용하고 퍼지이론과 PID 제어 알고리즘을 적용하는 터보제트 엔진 제어기를 설계하였다. 퍼지추론의 결과는 터보제트 엔진의 가감속시 서지와 flame-out 현상을 방지하기 위한 연료 유량 제어 입력으로 사용되고, 신속하고 안전하게 원하는 속도로 수렴할 수 있도록 제어기를 설계한다. MATLAB을 사용한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 제안된 제어기의 성능을 입증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.20-28
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• 2007

압축기의 써지 현상을 관찰하는 가장 쉬운 방법의 하나로는 부분품의 성능특성도상에 정적 그리고 동적 운용 특성을 나타내는 것이 될 수 있다. 이 경우 엔진의 작동범위가 써지 범위에 의하여 제한될 것이고 따라서 엔진은 엔진의 정적 또는 과도 성능의 전 과정에 걸쳐 일정한 써지 한계를 갖도록 요구되고 있다. 로터의 극관성 모멘트, 닥트 내 공기/가스의 용적 그리고 열전달 효과 등은 엔진의 작동이 정적 특성으로부터 일탈하게 되는 주요 요소들이다. 시스템 내에서 열교환기가 존재하는 경우처럼 큰 용적의 경우 그것은 동적 작동 특성에 상당한 영향을 주게 될 것인데 본 논문에서는 보조동력기관으로 사용되는 마이크로터빈의 예를 들어 엔진의 과도성능 특성에 압축기의 출구에서 추출되는 냉각공기가 미치는 영향을 조사코자 하였다. 질량 및 일 그리고 회전수 일치 법칙에 근거하여 터빈을 흐르는 가스 유량, 압력비, 회전 속도, 동력 그리고 모멘트가 계산되었다. 본 연구의 결과는 제어시스템 설계를 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. 이러한 과도 성능을 계산하기 위한 프로그램을 개발을 위해서 상업용 MathCAD 소프트웨어를 사용하였다.