• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.415-421
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• 2013

본 논문은 두산중공업(주)에서 개발 중인 소형 가스터빈의 축류 터빈 설계 과정을 기술하였다. 축류터빈의 설계 과정은 크게 유로설계, 익형설계, 3D 성능 계산의 세 단계로 구성되며. 최적의 유로를 설계하기 위해 자오면의 형상, 평균 반경, 블레이드간 간격, 유로 형상각 등 여러 형상 변수에 대해 통과유동계산 및 손실계산을 수행한다. 익형 설계는 유로 설계시 스팬 방향으로 계산된 입출구 유동각을 기준으로 실험상관식을 적용하여 최적의 블레이드 개수를 결정한 후 2D 익형 단면을 설계하며 2D NS 계산을 통해 캐스케이드 유동구조를 검토하여 설계한 단면의 설계적정성을 평가한다. 설계된 2D 익형 단면을 스팬방향으로 적층하여 3D 익형을 생성하고, 다단 Euler 계산, 단익렬, 다단 NS 계산을 수행하여 3D 유동 특성을 고찰한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.293-299
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• 2012

대형 선박의 추진용 디젤엔진에서 버려지는 배기가스의 열을 회수하기 위한 랭킨사이클이 적용된 발전시스템에 대하여 R245fa 및 water 의 작동유체들에 따른 열역학적 효율 특성을 분석하였다. 그 이론적인 계산 결과로, 고정된 질량유량의 R245fa 에 대하여 터빈입구의 압력이 증가할수록 사이클, 시스템, 및 전체적 효율이 증가하였고, 사이클에 의해 발생되는 순동력도 증가하는 특성을 보였다. 반면, water 의 경우에는 R245fa 에 비하여 더 낮은 질량유량 및 터빈입구 압력의 비율에서 최대의 시스템 효율을 보였다. 또한 water 에 대하여 최적화된 사이클의 순출력, 시스템 효율, 및 전체적 효율의 값들은 R245fa 의 경우보다 더 크게 나타났다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제6권1호
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• pp.35-43
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• 2008

소형항공기에 장착되는 추진기관의 기술동향을 조사하고 검토하였다. 현재 소형항공기 시장은 피스톤 엔진과 터보프롭, 터보팬엔진이 대부분의 시장을 점유하고 있으며, 지속적으로 기술개발이 진행되고 있다. 피스톤엔진의 경우, 기존의 가솔린엔진 외에 디젤엔진이 새롭게 부각되고 있다.디젤엔진은 상대적으로 비용이 낮고 구입이 용이한 연료(Jet A)를 사용하는 장점을 토대로 소형항공기 시장 수요가 증가하고 있으며, 신뢰성과 효율을 높인 새로운 엔진들이 개발되고 있다. 가스터빈엔진의 경우, 새롭게 떠오르고 있는 VLJ 시장 수요를 겨냥한 소형 터보팬엔진 사용이 증가하고 있으며, 향후 수요가 급격히 증가할 것으로 예상된다. 한편, 최근의 고유가 상황 및 환경 영향성을 고려하여 기존의 화석연료를 사용하지 않는 전기추진방식 도 개발되고 있다. 향후 소형항공기 추진기관은 더욱 높은 신뢰성과 안전성을 토대로, 성능과 효율 향상은 물론 친환경적인 특성을 갖도록 개발될 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.153-156
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• 2008

고공 환경에서의 점화 연소 특성을 확인하기 위해 선행되어야 할 저압/저온 환경 모사 및 연료 유량 제어 실험을 수행하였다. 저압 환경을 모사하기 위하여 초음속 디퓨저를 이용하였고, 공기 유량 공급 및 디퓨저 1차 전단 노즐 압력에 따라 다양한 고도의 저압 환경을 조성할 수 있음을 확인하였다. 또한 저온 환경을 모사하기 위해 액체 질소를 이용한 열교환기를 활용하였고, 혼합 탱크로 유입되는 극저온/상온 공기 온도 조건을 일정하게 유지할 경우 다양한 공기 유량 조건에서 혼합 공기의 온도는 극저온/상온 공기의 혼합비에 의해 결정됨을 알 수 있었다. 이에 따라 본 연구에서 구축한 고고도 환경 모사 시스템을 활용하여 다양한 고도 조건에서의 점화 및 연소 특성 실험 수행이 가능함을 입증하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제5권1호
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• pp.46-56
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• 2004

The verification and improvement of the measurement uncertainty have beenperformed in the altitude test facility for small gas turbine engines, which was built atthe Korea Aerospace Research Institute (KARI) in October 1999. This test is performedwith a single spool turbojet engine at several flight conditions. This paper discussesthe evaluation and validation process for the measurement uncertainty improvements usedin the altitude test facility. The evaluation process, defined as tests before the facilitymodification, shows that the major contnbutors to the measurement uncertainty are theflow meter discharge coefficient, the inlet static and total pressures, the cell pressureand the fuel flow rate. The measurement uncertainty is focused on the primary parametersof the engine performance such as airflow rate, thrust and specific fuel consumption (SFC).The validation process, defined as tests after the facility modification, shows that themeasurement uncertainty, in seal level condition, is tmproved to the acceptable level throughthe facility modification. In altitude test conditions, the measurement uncertainties arenot improved as much as the uncertainty in sea level condition.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.401-405
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• 2011

성공적인 연소기 개발이 이루어졌다고 하더라도 엔진에 조립되어 실제 환경에서 조립/운용될 경우, 예상하지 못한 문제나 현상들이 발생하는 사례가 많이 있다. 본 연구는 APU 개발 및 완료 후 운용과정 동안 발생한 선회형 보염구조의 환형 역류형 연소기 관련 문제나 이슈 등을 유동해석과 엔진시험을 통해 최적화 해결, 검증한 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권6호
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• pp.96-103
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• 2004

기존의 축척방법을 개선하기 위하여 실험 데이터나 엔진 제작사에서 제공된 일부 데이터로부터 일련의 구성품 성능선도들을 구하고, MATLAB 프로그램의 다항식을 이용하여 새롭게 성능선도를 구성하는 축척방법을 제안하였다. 본 연구에서는 소형 터보축 엔진의 실험 데이터를 이용하여 새로 제안된 기법을 검증하였고, 실제 항공기 엔진인 PT6A-62에 새로 제안된 기법을 적용하여 보았다. 여기서 얻어진 구성품 성능선도로 성능해석을 수행한 결과를 실제 엔진 성능 데이터, 기존의 축척방법으로 얻어진 구성품 성능선도로 성능해석을 수행한 결과와 비교하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권3호
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• pp.149-155
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• 2008

An experimental study was performed to understand spray characteristics of the rotary atomizer for the slinger combustor. In this fuel injection system, fuel is injected and atomized in the combustor by centrifugal forces to engine shaft. The experimental apparatus consists of a high speed rotational spindle, rotary atomizer, pressure tank and acrylic case. The droplet size and velocity were measured by PDPA (phase Doppler particle analyzer), and spray was visualized by using high speed camera and Nd:Yag laser-based flash photography. From the test results, the droplet size (SMD) is largely affected by rotational speed, mass flow rate and the number of orifice. As the experimental results, we could understand the spray characteristics of the rotary atomizer for the slinger combustor and obtain the optimum shape of the rotary atomizer which is suitable for the small gas turbine engine.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권3호
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• pp.174-183
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• 2004

In this paper, the performance improvement and modeling of small onboard generator were described. As the characteristics of the field coil which are a major parameters of generator were improved, the system bandwidth could be increased, therefore the generator could also be satisfied with fast characteristic loads. Established the brief control model of the generator, it could be possible to do the analysis of generator performance, and improve the operational stability of the generator system using the control model.