160% 피치의 유로에서 단일익형에 의한 캐스케이드 실험을 위한 벽면의 설계에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

캐스케이드 실험장치에 한 개의 익형을 설치하여 캐스케이드 실험이 가능한 장치벽면의 설계를 수행하였다. 장치의 폭은 피치의 160% 넓이이다. 이 경우에 실험장치 내에 다수개의 블레이드를 설치하는 경우에 비하여 소형의 장치라도 실험의 정확성이 향상되는 장점이 있지만, 피치방향으로 주기조건을 맞추기가 어렵다. 본 연구에서는 주기조건이 얻어지도록 벽면의 형상설계를 내부유동장의 결과를 바탕으로 기울기기반과 유전자알고리즘의 방식을 사용하여 벽면을 설계하였다. 이를 위하여 목적함수는 캐스케이드 익형의 표면에서 얻어진 마하수를 적용하였으며, 실험장치의 형상 조정이 가능한 14개의 설계변수를 적용하였다. 유전자알고리즘에 의한 최적화 설계방식이 향상된 결과를 보여주었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A cascade apparatus was designed with only one blade. Its passage is a 160% width of the cascade pitch. This kind of apparatus can give more accurate experimental result than those applying multi-blades even though the apparatus is small. However, this causes difficulties to make the periodic condition along the pitchwise direction. In this study, sidewalls were designed to satisfy the periodic condition based on the flow structure using a gradient based optimization and a genetic algorism. The objective function was adopted the surface Mach number obtained on the cascade and fourteen design variables were selected for controlling sidewall shapes. The designed sidewalls using the genetic algorism shows better result.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT
• 초록
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 설계변수 선정
• Ⅲ. 최적화 및 유동해석 알고리즘
• Ⅳ. 계산 및 결과
• Ⅴ. 결론
• 후기
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 "Visual DOC Reference Manual Version 6.0"

2 Menter F. R, "Two-Equation Eddy- Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications" 32 (32): 1598-1605, 1994

3 Kiock, R., "The Transonic Flow Through a Plane Turbine Cascade as Measured in Four European Wind Tunnels" 108 : 277-284, 1986

4 Ott, P., "The Influence of Tailboards on Unsteady Measurements in a Linear Cascade" 1998

5 Lang, H., "Stereoscopic Particle Image Velocimetry in a Transonic Turbine Stage" 32 : 700-709, 2002

6 Sanz, W., "Numerical and Experimental Investigation of the Wake Flow Downstream of a Linear Turbine Cascade" 1998

7 Dornberger, R., "Multidisciplinary Turbomachinery Blade Design Optimization" 2000

8 Kodzwa, P. M., "Measurements of Film Cooling Performance in a Transonic Single Stage Passage Model" 2003

9 Laskowski, G. M., "Inverse Design and Experimental Measurements in a Double-Passage Transonic Turbine Cascade Model" 127 : 619-626, 2005

10 Radomsky, R. W., "Flowfield Measurements for a Highly Turbulent Flow in A Stator Vane Passage" 122 : 252-262, 2000

11 Hollen, B., "Experimental Investigation of Separation on Low Pressure Turbine Blades" 2001

12 Giess, P. A., "Detailed Experimental Survey of the Transonic Flow Field in a Rotating Turbine Cascade" 1997

13 Erhard, J., "Design and Facility" 2000

14 Buck, F. A., "Design and Evaluation of a Single Passage Test Model to Obtain Turbine Airfoil Film Cooling Effective- ness Data" 1995

15 "CFX-11"

16 Giel, P. W., "Blade Heat Transfer Measurements and Predictions in a Transonic Turbine Cascade" 1999

17 Baughn, J. W., "An Experimental Investigation of Heat Transfer, Transition and Separation on Turbine Blade at Low Reynolds Number and High Turbulence Intensity" 1995

18 조종현, "2피치 유로의 캐스케이드 모델을 위한 벽면설계에 관한 연구" 한국항공우주학회 36 (36): 797-806, 2008

19 조종현, "2피치 유로 캐스케이드 실험을 위한 벽면 최적화에 관한 연구" 한국항공우주학회 36 (36): 969-978, 2008