• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.404-411
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• 2003

Three-dimensional vortical flow and separated flow topology near the casing wall in an axial flow fan having two different tip clearances have been investigated by a Reynolds-averaged Wavier-Stokes (RANS) flow simulation. The simulation shows that the tip leakage vortex formed close to the leading edge of the blade tip on suction side grows in the streamwise direction. On the casing wall, a separation line is formed upstream of the leakage vortex center due to the interference between the leakage vortex and main flow. The reverse flow is observed between the separation line and the attachment line generated downstream of the trailing edge, and increased with enlarging tip clearance. The patterns of a leakage velocity vector including a leakage flow rate are also analyzed according to two tip clearances. It is noted that the understanding of the distribution of a limiting streamline on the casing wall is very important to grasp the characteristics of the vortical flow in the axial flow fan.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권2호
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• pp.219-226
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• 2002

This paper is concerned with the effects of periodically approaching upstream wakes on cascade-flow and loss. The reduced frequency of the periodic wakes was varied in the narrow range from 0.5 to 0.7 Corresponding to a wake-passing through the cascade, two velocity deficits appeared near the boundary layer contour in the downstream from about 60% chord-length. The first velocity deficit was caused by a periodic wake and the second one appeared after some delayed time. The second velocity deficit was interpreted as the results of reattachment of flow-separation. The higher reduced frequency decreased the duration time of separation appearance and the lesser losses of blade were resulted.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.5-12
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• 2015

This paper presents a numerical investigation of the effect of the dihedral stator on the loss in a transonic axial compressor. Four stator geometries with different stacking line variables are tested in the flow simulations over the whole operating range. It is found that a large shroud loss at the rotor outlet and the subsequent shroud corner separation in the stator passage occur at low mass flow rate. The hub dihedral stator and bowed blade generate unexpected hub-corner-separation, thereby causing a large total pressure loss over the entire operating range. However, the corresponding blockage forces the high momentum flow near the hub to divert toward the upper part of the passage suppressing the negative axial velocity region. The dihedral stator increases deflection angle and secondary vorticity near the endwall where the dihedral is applied. As a result, the endwall loss which is related to the endwall relative velocity decreases.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.86-93
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• 2023

일반적으로 발사체의 페어링, 위성체 및 단 분리와 더불어 위성체의 전개형 구조물 분리 시 높은 신뢰도의 화약폭발 기반 파이로 분리장치가 주로 적용되고 있다. 이로부터 발생되는 파이로 충격은 짧은 시간에 높은 진폭의 하중이 발생함으로써, 위성 전장품 등 주요 탑재장비에 일시적 또는 영구적 손상을 유발하여 임무 실패를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 파이로 구속분리장치의 폭발 시 전달되는 충격하중 저감을 목적으로 저강성 블레이드 기반 충격저감장치를 제안하였다. 설계의 주안점은 저강성 블레이드 적용에 따라 발사진동환경 하 구조건전성 확보에 취약한 문제점을 해결하기 위해 고댐핑 특성 구현이 가능하도록 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조를 적용함에 있다. 상기 충격저감장치의 설계 유효성은 낙하추를 이용한 충격시험을 통해 입증하였으며, 발사진동환경 하 구조건전성은 전개형 구조물 모사 모델을 적용한 하중조건에서의 구조해석을 통해 평가를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권8호
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• pp.902-909
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• 2004

A steady-state Reynolds averaged Navier-Stokes simulation was conducted to investigate the distribution of the Reynolds stress tensor inside tip leakage vortex of a linear compressor cascade. Two different inlet flow angles ${\beta}=29.3^{\circ}$(design condition) and $36.5^{\circ}$(off-design condition) at a constant tip clearance size of $1\%$ blade span were considered. Classical methods of solid mechanics, applied to view the Reynolds stress tensor in the principal direction system, clearly showed that the high anisotropic feature of turbulent flow field was dominant at the outer part of tip leakage vortex near the suction side of the blade and endwall flow separation region, whereas a nearly isotropic turbulence was found at the center of tip leakage vortex. There was no significant difference in the anisotropy of the Reynolds normal stresses inside tip leakage vortex between the design and off-design condition.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.62-72
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• 2004

본 연구에서는 우선 전산 결과의 신뢰성을 검증하기 위하여 동일 조건의 실험결과와 비교하였다. 그 결과를 살펴보면 전산결과와 실험결과가 대체적으로 잘 일치하였다. 다음으로 압력면 및 흡입면의 원호반경, 피치 코드비등의 설계인자에 따른 유동해석을 실시하였다. 익렬내의 유동 및 성능 특성은 익렬 앞전 및 노즐 끝단에서 발생하는 충격파와 익렬 내부에서 발생하는 박리에 의해 주로 좌우되었다. 그리고 노즐 끝단에서 발생하는 충격파와 박리는 익렬 내부 유로 면적에 의해서 좌우되었으며, 익렬 앞전에서 발생하는 충격파는 노즐이 차지하고 있는 익렬 개수에 의해 영향을 받았다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권2호
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• pp.272-285
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• 2004

The losses at off-design points from a compressor cascade occur due to the deviation from a design incidence angle at the inlet of the cascade. The self-noise from the blade cascade at off-design points comes from a separated boundary layer and vortex sheddings. If the incidence angle to the cascade increases, stalling in blades may occur and the noise level increases significantly. This study applied Large-Eddy Simulations (LES) using deductive and deductive dynamic SGS models to low Mach-number, turbulent flow with each incidence angle to the cascade ranging from -40$^{\circ}$ to +20$^{\circ}$ and compared numerical predictions with measured data. It was observed that the oscillating separation bubbles attached to the suction surface do not modify wake flows dynamically for cases of negative incidence angles. However, an incidence angle greater than 8$^{\circ}$ caused a separated vortex near the leading edge to be shed downstream and created stalling. The computed performance parameters such as drag coefficient and total pressure loss coefficient showed good agreement with experimental results. Noise from the cascade of the compressor is summarized as sound generated by a structure interacting with unsteady, turbulent flows. The hybrid method using acoustic analogy was observed to closely predict the measured overall sound powers and directivity patterns at design and off-design points of blade cascade.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권3호
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• pp.330-338
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• 2001

This paper is concerned with the effect of cylinder wakes upstream on blade characteristics of compressor cascade(NCA 65 series). At first, it is found that the velocity defect ratio of cylinder wake varies according to the acceleration and deceleration in a flow field but, is conserved nearly constant at flow downstream the cascade, irrespective of the flow path in the cascade. When a cylinder wake flows along near the suction surface of the blade, or impinges on the leading edge, the turbulent velocities are supplied on or inside the outer edge of boundary layer near the leading edge of suction surface, and the transition to a transitional or turbulent boundary layers is induced, so that the laminar separation is prevented, but the profile loss increases. The transition of boundary layer to a transitional or turbulent one is strongly related with the strength of added turbulent velocities near the leading edge on the suction surface, which is influenced by the flow path of a cylinder wake.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.397-400
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• 2011

소형 가스터빈 엔진에 장착 가능한 저압단 축류 압축기의 공력성능 및 구조적 안정성을 동시에 고려한 최적화 설계를 수행하였다. 근사모델을 구축하여 유전알고리즘을 이용하여 전역 최적화 해를 도출하였다. 최적 설계된 압축기의 동익단은 Hub쪽에서 날개의 부하가 커지되, Tip쪽에서 입사각이 0에 가깝게 설계되었다. 한편 동익의 형상은 허브쪽에서 사다리꼴 모양으로 수렴이 되어 구조적 안정성을 확보하도록 설계가 되었다. 최종적인 수치해석 결과 작동점에서 동익단의 효율은 87.6%이며 구조적 안정성을 나타내는 안전계수는 3이상을 확보하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.72-78
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• 2008

본 연구에서는 블레이드 구조 변형 효과를 고려하여 스테이터-로터 상호간섭 케스케이드 모델의 성능평가를 위한 유체-구조 연계해석 시스템을 개발하였다. 고정된 스테이터와 회전하는 로터는 상호간섭 영향이 유동해석에 고려되었으며, 레이놀즈-평균화 난류 방정식인 Spalart-Allmaras 모델과 k-ω SST 난류 모델이 압축성 유동박리 효과를 고려한 유동하중을 예측하기 위해 적용되었다. 정적인 유체-구조 연계해석과 수렴율 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공 감쇠를 가지는 연계 Newmark 시간적분 기법을 적용하였다. 수치실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드 모델에 대한 성능예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력탄성학적 영향을 고찰하였다.