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가스터빈 연소기에서 연료 조성이 화염전달함수 특성에 미치는 영향
김진아(Jinah Kim),이정원(Jeongwon Lee),김대식(Daesik Kim) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12
가스 터빈 연소기에서 유동 섭동과 열 발생률 섭동과의 관계를 정량적으로 표현하기 위하여 화염 전달 함수가 널리 사용되고 있다. 화염 전달 함수는 다양한 유동 조건과 더불어 화염의 형상에 크게 의존하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 실제 가스터빈 연소기 운영 환경에서 다양한 연료 및 유동 조건에 대하여 화염 전달 함수를 구하는 것은 시간 및 비용 측면에서 매우 제한적이다. 본 연구에서는 CFD 상용 코드를 이용하여 화염 전달 함수 해석 결과를 제시하고자 한다. 해석으로부터 정상상태의 화염형상을 실험을 통해 계측된 결과와 해석 결과를 비교하였을 때, 복사와 벽면 열전달 조건이 고려될 경우 화염의 형상이 실제와 매우 유사해짐을 확인하였다. 또한, 비정상 해석을 통하여 화염 전달 함수를 구한 결과, 이득값과 위상차 모두 실험값을 근접하게 예측하는 것으로 드러났다. Flame transfer function is generally used to represent quantitatively relationship between flow fluctuation and heat release perturbation in a lean premixed gas turbine combustor. The characteristics of flame transfer function are known to be greatly dependent on flame geometries as well as other various flow conditions. However, it is not easy to experimentally measure the flame transfer function under various actual combustor operating conditions in terms of time and cost. The current research tries to model the flame transfer function using CFD(Computational Fluid Dynamics). From the results, it is found that the calculated steady flame geometry can be exactly captured when considering the wall heat transfer and radiations. Also, unsteady modeling results show the close flame transfer function to the measured one in both gain and phase.
CFD를 이용한 희박 예혼합 연소기에서의 연소 응답 모델링
김대식(Daesik Kim),이정원(Jeongwon Lee) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.9
가스터빈 희박 예혼합 연소기에서 발생하는 연소 불안정 현상을 모델링하기 위해서는 화염의 동특성에 대한 정량적, 정성적 분석이 필수적이다. 이를 위하여 화염전달함수가 전산유체역학을 통하여 모델링되었다. 기존 화염전달함수의 연구 결과로부터, 화염전달함수의 결과는 화염의 구조에 크게 의존하는 것으로 알려졌다. 본 연구에서는 실제 계측된 화염의 구조와 유사한 형상을 갖도록 열전달 조건을 최적화한 후, 동일 조건에서 화염전달함수가 모델링되었다. 화염의 형상을 정확하게 예측할 수 있다면, 이로부터 전달함수의 이득값과 위상차의 모델링 결과 역시 실험값과 유사한 거동을 확인할 수 있었다. A qualitative and quantitative analysis on flame dynamics is required to model combustion instability characteristics in gas turbine lean premixed combustors. The current paper shows the flame transfer function modeling results using CFD(Computational Fluid Dynamics) techniques for the flame dynamics study. It is generally known that flame shapes determine the basic characteristics of the flame transfer function. The comparisons of the modeled flame shapes with the measured ones were made using the optimized heat transfer conditions. Modeling results of the flame transfer function show the close behaviors to the measured data with a reasonable accuracy if the flame geometry can be exactly captured.
전달함수와 진동응답 측정에 의한 원심펌프에서의 유체력 특성에 관한 연구
최복록,박진무,김광은,Choi, Bok-Lok,Park, Jin-Moo,Kim, Kwang-Eun 대한기계학회 2000 大韓機械學會論文集A Vol.24 No.8
Operating excitation forces of the linear vibratory system are normally determined by direct measurement techniques using load cells, strain gauges, etc. But, hydraulic forces of the rotating turbomachinery such as centrifugal pumps are exerted on an impeller due to asymmety of the flow by the interaction between pump impeller and volute. So, investigations of wide range of hydraulic designs and geometric deviations are difficult by direct method. This paper presents a hybrid approach for fourier transformed operational excitation forces, which uses pseudo-inverse matrix of the transfer matrix for the system and the measured vibrational data with standard installed pump. The determination of the transfer function matrix is based on a linear rotor/stationary system and steady state harmonic response in finite element analysis. And, vibrational data is collected in both vertical and horizontal directions at inboard and outboard bearing housings. The results of the process may be enhanced by making acceleration measurements at many more locations than there are forces to be determined.
최성원,김국현,조대승,서규열 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.11
In general, fluid-structure interaction analysis techniques are applied to accurately predict underwater radiated noise (URN) from a ship structure, particularly in low frequency range (below 500Hz). In this paper, URN from a double bottom-shaped structure of a ship has been numerically investigated based on a traditional fluid-structure interaction analysis techniques. For this purpose, a coupling method of finite element and boundary element method (FE/BEM) has been presented. A numerical model has generated referring to a double bottom structure arrangement of a general ship. Acoustic radiation efficiency and URN transfer function, by harmonically and vertically excited forces on the top plate of the double bottom, have been evaluated. The results are compared with those of an empirical formula and a simple equation which are usually adopted for URN assessment in design stage, respectively. It has been concluded that the empirical formula of acoustics radiation efficiency needs to be modified in low frequency range for more precise estimation of ship URN in low frequency ranges.
권승희(Seunghee Kwon),정순용(Soonyong Jeong),김유승(Yuseung Kim) 한국지반환경공학회 2014 한국지반환경공학회논문집 Vol.15 No.3
본 연구에서는 매개변수 추정을 통하여 기존 배관 유동에 사용되는 유속 및 마찰계수 산정식을 대신할 수 있는 추정방법을 제안하고, 이를 실험을 통하여 증명하였다. 기존 유동에 관한 운동방정식이 반영하는 파라미터가 유체 유동에 초점이 맞춰져서 실제현장 적용 시 매개변수의 불확실성과 재료 불확도 등의 지배를 받게 되어 정확한 유동특성을 반영하기 어려운 반면에 이를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 유동방정식의 시스템 모델링 기법을 통해 입출력 관계를 통한 유동특성 매개 변수를 산정하여 마찰계수를 추정할 수 있도록 하였다. This Research have suggested the new estimation method using parameter estimation algorithm to substitute established velocity and friction factor calculation equation. Established calculation equation has some difficulties for estimation and reflecting exactly flow specification cause parameter uncertainty and material uncertainty governed real phenomenon, so this research has used system modeling method for flow specification estimation and suggested estimation method.
연소응용 기술 : 상용 CFD 코드를 이용한 국부화염전달함수 모델링
김지환 ( Jihwan Kim ),표영민 ( Yeongmin Pyo ),김대식 ( Daesik Kim ) 한국액체미립화학회 2015 한국액체미립화학회 학술강연회 논문집 Vol.2015 No.-
The present paper describes a methodology to improve the accuracy of prediction of heat release information that it is very important parameter in a thermoacoustic instability models. Most combustion instability models use the flame transfer function(FTF) to determine heat release fluctuations. However, previous studies for FTF measurements assume that the flames are so thin that they are treated "acoustically compact", or heat release characteristics have no significant deviations through the flames. So, the current studies introduce a concept of the local FTF in order to quantitatively and qualitatively analyze the heat release distribution through the flames. Commercial CFD code(FLUENT) is used for model a local FTF. The results show that when the flame length is not acoustically compact the model prediction calculated using the local FTF is better than the prediction made using the global FTF. Therefore, the calculated local FTF has very high accuracy in predicting gain and phase in a mode combustor, comparing with the measured reference data.