• 제목/요약/키워드: Leading Edge Sweep

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Effect of Blade Leading Edge Sweep on the Performance of a High Pressure Centrifugal Compressor Impeller

  • Wang, Hongliang;Xi, Guang
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년 영문 학술대회
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    • pp.823-827
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    • 2008
  • The effects of blade leading edge sweep on both the aerodynamic performance and the structure stress of a high pressure centrifugal compressor impeller are numerically investigated. Changes in the flow structure occur as a result of the effect of leading edge sweep on the loading distribution in the tip region. The flow separation is avoided by introducing a sweep of the main blade leading edge and the strength of shock is reduced at the same time. Backswept of the leading edge is found to be beneficial to the impeller performance improving. On the other hand, the structural analysis indicated that high rotating speed of the impeller will cause substantial high bending stresses and radial deflections of the blade. Studies have shown that it is possible to control the stress distribution along the tip and root of the blade by slight adjustments to the sweep angle of the leading edge. These adjustments may be used to design the impeller with lower blade root stress distribution without aerodynamics performance penalty.

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터보펌프용 전진익형 인듀서의 성능에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Study on the Hydrodynamic Performance of a Forward-Sweep Type Inducer for Turbopumps)

  • 최창호;김진한
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.74-79
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    • 2005
  • 액체로켓용 터보펌프 인듀서의 성능향상을 위해서 전진익형 인듀서를 설계하고 유동해석하였다. 전진익형 인듀서의 경우 형상의 특징상 후진익형 인듀서에 비해서 짧은 축길이에도 상대적으로 큰 익단 현절비를 가지고 있으며, 큰 현절비에서도 불구하고 수력효율의 저하가 없었다. 또한 전진익형 인듀서의 경우 일반적인 후진익형 인듀서에 비해서 인듀서 입구에서 발생하는 역류의 크기가 작고, 또한 인듀서 블레이드 팁에서의 국부적인 저압영역이 작은 영역에서 발생하는 것이 관찰되었다. 따라서 전진익형 인듀서의 경우 인듀서 입구의 정압이 높아서 흡입성능의 향상이 있을 것으로 판단되었다. 후진익형 인듀서의 경우 허브의 블레이드가 입구 유동을 교란하여 입구 역류가 커지지만, 후진익형 인듀서의 경우 이러한 교란효과가 없기 때문에 역류가 줄어든 것으로 나타났다.

전익기 형상의 앞전후퇴각 변화에 따른 공력해석 (AERODYNAMIC ANALYSIS ON LEADING-EDGE SWEEPBACK ANGLES OF FLYING-WING CONFIGURATIONS)

  • 이재문;장조원
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.48-55
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    • 2006
  • A computational study was carried out in order to investigate aerodynamic characteristics on leading edge sweepback angles of Flying-Wing configurations. The viscous-compressible Navire-Stokes equation and Spalart-Allmaras turbulence model of the commercial CFD code were adopted for this computation analysis. This investigation examined aerodynamic characteristics of three different types of leading edge sweepback angles: $30^{\circ}C,\;35^{\circ}C\;and\;40^{\circ}C$. The freestream Mach number was M=0.80 and the angle of attack ranged from ${\alpha}=0^{\circ}C\;to\;{\alpha}=20^{\circ}C$. The results show that the increases in sweepback angle of the Flying-Wing configuration creates more efficient aerodynamic performance.

로터 블레이드 스윕을 적용한 부분흡입형 축류 초음속 터빈의 성능특성에 대한 수치적 연구 (A Numerical Study on the Performance Characteristics of a Partial Admission Axial Supersonic Turbine with Swept Rotor Blades)

  • 정수인;김귀순
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.1-8
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    • 2013
  • 본 연구에서는 액체로켓엔진의 터보펌프용 초음속 터빈 로터 블레이드에 스윕 각도 ${\pm}15^{\circ}$를 적용하여 전방스윕(FSW), 후방스윕(BSW)모델의 유동형태 및 성능을 기준모델(NSW)과 비교하여 스윕 적용의 효과를 살펴보았다. 3차원 Navier-Stokes 유동해석에는 상용 코드인 FLUENT 6.3 Parallel을 사용하였다. BSW 모델은 기준 모델(NSW)에 비해 팁 간극으로 빠져나가는 누설 손실량을 줄이는데 효과가 있었고 정효율 증가에도 영향을 미쳤다. BSW 모델은 앞전 충격파의 강도를 다소 완화 시키고 허브 부근의 영역에서 다른 모델에 비해 좋은 성능을 보인다.

플래퍼론이 전개된 플라잉윙 형상의 공력 특성에 대한 전산유동해석 (Computational Fluid Dynamics of the aerodynamic characteristics for Flying Wing configuration with Flaperon)

  • 고아림;장경식;박창환;신동진
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.32-38
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    • 2019
  • 높은 후퇴각을 갖는 둥근 앞전 날개 형상은 앞전 와류에 의해 복잡한 유동 현상이 나타난다. 불안정한 방향 안정성을 갖는 무미익 플라잉윙의 제어를 위해서 플래퍼론이 사용된다. 본 연구에서는 플래퍼론이 전개된 비세장형, 둥근 앞전의 플라잉윙 형상의 전산해석을 수행하였으며 옆미끄럼각 및 플래퍼론에 대한 영향을 분석하였다. 공력계수 분석을 통해 양력과 항력계수에 대한 옆미끄럼각의 영향은 적으며 측력 및 모멘트 계수는 옆미끄럼각의 영향을 크게 받음을 알 수 있었다. 정적 안정성 분석을 통해 플래퍼론이 전개된 플라잉윙의 가로안정성과 방향안정성이 좋아졌음을 확인하였다. 또한 압력계수분포, 표면 마찰선의 관찰을 통해 앞전 와류 구조 및 거동을 분석하였다.

Inducer Design to Avoid Cavitation Instabilities

  • Kang, Dong-Hyuk;Watanabe, Toshifumi;Yonezawa, Koichi;Horiguchi, Hironori;Kawata, Yutaka;Tsujimoto, Yoshinobu
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제2권4호
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    • pp.439-448
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    • 2009
  • Three inducers were designed to avoid cavitation instabilities. This was accomplished by avoiding the interaction of tip cavity with the leading edge of the next blade. The first one was designed with extremely larger leading edge sweep, the second and third ones were designed with smaller incidence angle by reducing the inlet blade angle or increasing the design flow rate, respectively. The inducer with larger design flow rate has larger outlet blade angle to obtain sufficient pressure rise. The inducer with larger sweep could suppress the cavitation instabilities in higher flow rates more than 95% of design flow coefficient, owing to weaker tip leakage vortex cavity with stronger disturbance by backflow vortices. The inducer with larger outlet blade angle could avoid the cavitation instabilities at higher flow rates, owing to the extension of the tip cavity along the suction surface of the blade. The inducer with smaller inlet blade angle could avoid the cavitation instabilities at higher flow rates, owing to the occurrence of the cavity first in the blade passage and its extension upstream. The cavity shape and suction performance were reasonably simulated by three dimensional CFD computations under the steady cavitating condition, except for the backflow vortex cavity. The difference in the growth of cavity for each inducer is explained from the difference of the pressure distribution on the suction side of the blades.

PIV에 의한 델타형 날개에서의 LEX 부착여부에 따른 유동특성에 관한 연구 (A Study about Flow Characteristic on Delta wing with/without LEX by PIV)

  • 이현;김범석;손명환;이영호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.771-774
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    • 2002
  • Highly sweep leading edge extensions(LEX) applied to delta wings have greatly improved the subsonic maneuverability of contemporary fighters. In this study, systematic approach by PIV experimental method within a circulating water channel was adopted to study the fundamental characteristics of induced vortex generation, development and its breakdown appearing on a delta wing model with or without LEX in terms of four angles of attack($15^{\circ},\;20^{\circ},\;25^{\circ},\;30^{\circ}$) and six measuring sections of chord length($30{\%},\;40{\%},\;50{\%},\;60{\%},\;70{\%},\;80{\%}$). Sideslip effect in case of the LEX was also studied for two sideslip(yaw) angles($5^{\circ},\;10^{\circ}$) at one angle of attack(20). Distribution of time-averaged velocity vectors and vorticity over the delta wing model were compared along the chord length direction. Quantitative comparison of the maximum vorticity featuring the induced pressure distribution were also conducted to clarify the significance of the LEX existence. Animation presentation in velocity distribution was also implemented to reveal the effect of LEX with wing vortex interaction.

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고 효율 제트 베인 설계를 위한 공기역학적 특성 연구 (The Study on Aerodynamic Characteristics for the Design of High Efficiency Jet Vane)

  • 길경섭;정용갑;박종호
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.39-45
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    • 2003
  • 본 연구에서는 제트 베인의 선단부 형상과 종횡비에 따라 다르게 나타나는 공기 역학적 특성을 분석하였으며, 고속 고온의 가스에 의해 발생하는 제트 베인의 삭마형태에 따른 공기역학적 성능 감소를 분석하였다. 이 연구를 위해 압축 공기를 이용한 초음속 유동 시험 장치를 제작하여 마하수 2.88, 과소 팽창비 2인 유동을 모사하고, 제트 베인의 선단부 형상과 종횡비에 따른 공기역학적 특성 분석을 위해 형상이 다른 18종의 제트 베인을 제작하였으며, 또한 삭마율에 따른 공기 역학적 성능 감소를 분석하기 위해 원형과 원형 제트 베인의 10%, 20% 삭마된 베인을 제작하여, 제트 베인의 편향각을 0도에서 25도까지 5도 간격으로 변화시켜가며 양력과 항력을 측정하여 삭마와 관련한 공기역학적 성능을 분석하였다.

Investigation of crossflow features of a slender delta wing

  • Tasci, Mehmet O.;Karasu, Ilyas;Sahin, Besir;Akilli, Huseyin
    • Wind and Structures
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    • 제31권3호
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    • pp.229-240
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    • 2020
  • In the present work, the main features of primary vortices and the vorticity concentrations downstream of vortex bursting in crossflow plane of a delta wing with a sweep angle of Λ=70° were investigated under the variation of the sideslip angles, β. For the pre-review of flow structures, dye visualization was conducted. In connection with a qualitative observation, a quantitative flow analysis was performed by employing Particle Image Velocimetry (PIV). The sideslip angles, β were varied with four different angles, such as 0°, 4°, 12°, and 20° while angles of attack, α were altered between 25° and 35°. This study mainly focused on the instantaneous flow features sequentially located at different crossflow planes such as x/C=0.6, 0.8 and 1.0. As a summary, time-averaged and instantaneous non-uniformity of turbulent flow structures are altered considerably resulting in non-homogeneous delta wing surface loading as a function of the sideslip angle. The vortex bursting location on the windward side of the delta wing advances towards the leading-edge point of the delta wing. The trajectory of the primary vortex on the leeward side slides towards sideways along the span of the delta wing. Besides, the uniformity of the lift coefficient, CL over the delta wing plane was severely affected due to unbalanced distribution of buffet loading over the same plane caused by the variation of the sideslip angle, β. Consequently, dissimilarities of the leading-edge vortices result in deterioration of the mean value of the lift coefficient, CL.