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AIP 면 공력측정 향상을 위한 엔진흡입구 덕트 설계 연구
임주현(Juhyun Im),김성돈(Sungdon Kim),김용련(YongRyeon Kim) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
가스터빈엔진의 성능시험을 위한 엔진흡입덕트를 1D 방법으로 설계하고, 흡입덕트유동은 전산유체해석(CFD) 방법으로 평가하였다. 엔진흡입덕트는 압축기 입구유동을 측정하기 위한 AIP(Aerodynamic interface plane)면에서 균일유동이 구현되도록 설계하였으며, 이를 위해 노즈콘 형상은 Haack-Series 모델을 이용하였다. 노즈콘에 의한 유동불균일성을 막기 위하여 노즈콘 입구부터 출구까지의 Ro(덕트 채널의 바깥반경)는 흡입덕트의 안쪽과 바깥쪽 면적변화율이 동일하도록 설계하였다. 1D로 설계한 흡입덕트의 유동은 전산유체해석결과 AIP면에서 균일함을 확인하였다. AIP면에서 정압력분포는 0.16% 이내에서 일치하였으며, 마하수도 hub면에서 shroud면까지 균일한 분포를 보인다. 또한 노즈콘 전방에서 전온도를 측정하기 위한 Kiel 전온도 프로브 위치는 마하수가 0.1보다 작게 되는 노즈콘 전방 100mm 이내 이어야 함을 확인하였다. Engine inlet duct for engine performance tset has been designed using 1D mothod, and flow characteristics inside the inlet duct evaluated by CFD calculation. Inlet duct has been designed to satisfy uniform flow at the aerodynamic interface plane(AIP). Haack-series model is applied to nose cone geometry and duct outer radius(ro) profile decided to match with area change rate of nose cone. From CFD results, uniform flow is found at AIP. At AIP, static pressure distribution satisfies pressure difference within 0.16%, and Mach number distribution shows uniform profile. Also, kiel temperature probe should be located within 100mm in front of nose-cone where Mach number is less than 0.1
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AIP면 유동측정 정확도 향상을 위한 가스터빈엔진 입구덕트 설계 연구
임주현(Ju Hyun Im),김성돈(Sung Don Kim),김용련(Yong Ryeon Kim) 한국추진공학회 2017 한국추진공학회지 Vol.21 No.3
In this study, gas turbine engine inlet duct was designed to satisfy uniform flow at aerodynamic interface plane (AIP). Haack-series was selected as nose cone profile and duct outer radius(r<SUB>o</SUB>) was designed to satisfy to match with area change rate between the nose cone and outer duct wall by the 1-D sizing. The design object of the inlet duct wall profile which has the gradual area change rate was uniform Mach number in the core flow region and minimum boundary later thickness at the both inner nose wall and outer duct wall. The flow characteristics inside the inlet duct was evaluated using CFD. The static pressure distribution at the AIP showed uniform pattern within 0.16%. Based on Mach number profile, the boundary layer thickness was 2% of channel height. Kiel temperature rake location was decided less than 100 mm in front of nose cone where the Mach number is less than 0.1 in order to maximize the temperature probe recovery rate.
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