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목차
[표제지 등]=0,1,2
제출문=2,3,1
요약문=3,4,6
목차=9,10,4
표목차=13,14,2
그림목차=15,16,8
기호설명=23,24,4
제1장 서론=27,28,3
제2장 헬리콥터 엔진용 2단 축류압축기 1단계 설계 및 해석=30,31,1
제1절 개요=30,31,3
제2절 압축기 설계조건 도출 및 문제점 분석=32,33,2
2.1 기본요구조건=33,34,1
2.2 압축기 자오면에서 설계 제한조건=33,34,2
2.3 탈설계점 설계요구조건=34,35,1
2.4 성능시험관련 요구조건=34,35,1
제3절 대상 압축기의 기술적 특성 분석=35,36,2
제4절 압축기 유로 최적설계=37,38,1
4.1 압축기 설계 변수 해석 및 선정=37,38,12
4.2 축류/원심 압축기 결합 특성 분석=48,49,4
4.3 축류압축기 유로 최적화 설계=52,53,17
제5절 초기 압축기 변수에 따른 블레이드 공력 형상 설계=69,70,22
제6절 블레이드 강도 해석=91,92,1
6.1 기본 설계 결과=91,92,1
6.2 로터 블레이드의 설계 해석=91,92,5
6.3 블레이드 정응력 최적화=96,97,1
6.4 블레이드 static stress-strain 상태 점검=96,97,12
6.5 블레이드 동적 변수, 진동 모드, natural oscillation frequency의 수정=107,108,2
6.6 향후설계 방향=108,109,4
제3장 초기형상 블레이드의 2단계 공력설계 및 수정=112,113,1
제1절 Midline 형상 수정 및 입사각, 이탈각의 보정=112,113,4
제2절 블레이드 두께 및 leading edge의 수정=116,117,1
제3절 1단 동익의 hub 형상 수정=117,118,4
제4절 준 3차원 유동해석을 통한 블레이드 수정=121,122,20
제4장 최종 압축기 형상을 위한 공력 검증=141,142,1
제1절 최종압축기 형상의 공력 해석=141,142,2
제2절 블레이드의 형상 수정=142,143,39
제5장 설계된 압축기의 성능특성 예측=181,182,1
제1절 1차원 모델을 이용한 성능특성=181,182,3
제2절 2-D 모델을 이용한 압축기 성능특성=184,185,3
제3절 동익의 Untwisting이 압축기 특성에 대한 영향=187,188,2
제6장 압축기 최종형상을 위한 강도 해석=189,190,1
제1절 축류압축기 강도해석의 검토=189,190,7
제2절 구조 설계기법 및 정응력 최적화=196,197,1
2.1 설계기법=196,197,7
2.2 원주좌표계에 대한 블레이드부의 최적 위치=203,204,4
2.3 블레이드의 정응력 해석=207,208,17
제3절 동특성을 고려한 수정=224,225,1
3.1 블레이드 반경방향 두께 최적 분포=224,225,1
3.2 공진 diagram=225,226,2
3.3 블레이드 진동 특성=226,227,15
제7장 결론=241,242,2
부록=243,244,29
표2.1 압축기 주요 설계 값(변수1)=38,39,1
표2.2 압축기 주요 설계 값(변수2)=39,40,1
표2.3 1차원 공력 해석 결과(변수1)=44,45,1
표2.4 1차원 공력 해석 결과(변수2)=44,45,1
표2.5a 1단 공력 해석 결과=45,46,1
표2.5b 2단 공력 해석 결과=46,47,1
표2.6 작동 영역에서의 압축기 주요 특성=50,51,1
표2.7 유로 변수에 따른 입출구 직경=60,61,1
표2.8 유로 변수에 따른 단부하 및 효율=60,61,1
표2.9a 유로 변수에 따른 1단 공력 해석 결과=61,62,1
표2.9b 유로 변수에 따른 2단 공력 해석 결과=62,63,1
표2.10 유로 변수 4의 경우 1차원 공력 해석 결과=63,64,1
표2.11 유로 변수에 따른 서지마진 변화=63,64,1
표2.12 유로 변수 4의 경우 1차원 해석 결과=64,65,1
표2.13 유로 변수 5의 경우 1차원 해석 결과=65,66,1
표2.14 유로 변수 6의 경우 1차원 해석 결과=66,67,1
표2.15 유로 변수 6의 경우 2단 정익 출구각 변화에 다른 영향=67,68,1
표2.16 압축기 운전 조건에 따른 주요 변수 변화=68,69,1
표2.17 유로 변수 6의 경우 설계 주요 변수=70,71,1
표2.18 Hub, Mid, Tip 에서의 주요 변수=71,72,1
표2.19 주요 형상 설계 결과=72,73,1
표2.20 VT-8-Ti 합금의 특성=91,92,1
표2.21 블레이드 동적 특성에 따른 보정=96,97,1
표2.22 블레이드 강도 해석 결과=107,108,1
표3.1 1단 hub부의 외곽좌표=118,119,1
표4.1 압축기 최종형상의 주요 공력 변수=143,144,1
표4.2 최종압축기 형상에 대한 hub, mid, tip에서의 주요공력 변수=144,145,1
표4.3 최종압축기 형상 결과=145,146,1
표5.1 초기형상과 최종형상의 기하변수 비교=182,183,1
표5.2 회전속도에 따른 초기압축기 관련 주요 공력변수 분포=182,183,1
표5.3 회전속도에 따른 최종압축기 관련 주요 공력변수=183,184,1
표6.1 초기해석에 의한 최대 등가응력 및 정응력 보유율=191,192,1
표6.2 사용재료 관련 물성치=191,192,1
표6.3 블레이드의 원주방향 최적위치 계산 결과=204,205,1
표6.4 동익의 tip과 정익의 hub에서의 최대 변위=208,209,1
표6.5 블레이드와 lock 변형에 의한 선형 변위=208,209,1
표6.6 최대 등가응력 및 정응력 보유율=208,209,1
표6.7 최대응력 집중부의 최대 등가응력과 정응력 보유율=219,220,1
표6.8 블레이드 높이 방향으로의 최적 두께 분포=224,225,1
표6.9 회전속도에서의 블레이드 진동 및 보유율=226,227,1
그림2.1 엔진 입구 형상을 가진 압축기 유로(변수 2)=40,41,1
그림2.2 축 방향 입구 형상을 가진 압축기 유로=41,42,1
그림2.3 엔진 입구 형상을 가진 압축기 유로=42,43,1
그림2.4 축방향 입구 형상을 가진 압축기 유로(변수2)=43,44,1
그림2.5 변수 1과 변수 2의 압축기 성능곡선 비교=47,48,1
그림2.6 축류/원심 압축기 성능 곡선=49,50,1
그림2.7 축류/원심 압축기 결합시 원심 압축기의 성능 곡선=50,51,1
그림2.8 축류 압축기 후류에서의 블리이드시 축류/원심 압축기 성능 곡선=51,52,1
그림2.9 축방향 입구 형상을 가진 압축기 유로(변수3)=52,53,1
그림2.10 축방향 입구 형상을 가진 압축기 유로(변수4)=53,54,1
그림2.11 축방향 입구 형상을 가진 압축기 유로(변수5)=54,55,1
그림2.12 축방향 입구 형상을 가진 압축기 유로(변수6)=55,56,1
그림2.13 변수 3의 경우 압축기 성능 곡선=56,57,1
그림2.14 변수 4의 경우 압축기 성능 곡선=57,58,1
그림2.15 변수 5의 경우 압축기 성능 곡선=58,59,1
그림2.16 변수 6의 경우 압축기 성능 곡선=59,60,1
그림2.17 출구 유동각 변화에 따른 압축기 성능 곡선(변수 6, 6a, 6b)=67,68,1
그림2.18 변수 6의 경우 압축기 작동선에 따른 주요 변수의 변화=68,69,1
그림2.19 1단 동익 입구 유동 변수 분포=73,74,1
그림2.20 1단 동익 출구 유동 변수 분포=74,75,1
그림2.21 1단 정익 입/출구 유동 변수 분포=75,76,1
그림2.22 2단 동익 입구 유동 변수 분포=76,77,1
그림2.23 2단 동익 출구 유동 변수 분포=77,78,1
그림2.24 2단 정익 입/출구 유동 변수 분포=78,79,1
그림2.25 반경 방향에 따른 1단 동익 속도 삼각형 분포=79,80,1
그림2.26 반경 방향에 따른 1단 정익 속도 삼각형 분포=80,81,1
그림2.27 반경 방향에 따른 2단 동익 속도 삼각형 분포=81,82,1
그림2.28 반경 방향에 따른 2단 정익 속도 삼각형 분포=82,83,1
그림2.29 반경 방향에 따른 1단 동익 유동 변수 분포=83,84,1
그림2.30 반경 방향에 따른 1단 정익 유동 변수 분포=84,85,1
그림2.31 반경 방향에 따른 2단 동익 유동 변수 분포=85,86,1
그림2.32 반경 방향에 따른 2단 정익 유동 변수 분포=86,87,1
그림2.33 1단 동익 블레이드 형상=87,88,1
그림2.34 1단 정익 블레이드 형상=88,89,1
그림2.35 2단 동익 블레이드 형상=89,90,1
그림2.36 2단 정익 블레이드 형상=90,91,1
그림2.37 1단 동익 계산 격자 분포=92,93,1
그림2.38 2단 동익 계산 격자 분포=93,94,1
그림2.39 1단 정익 계산 격자 분포=94,95,1
그림2.40 2단 정익 계산 격자 분포=95,96,1
그림2.41 1단 동익 등변형각 선도=97,98,1
그림2.42 2단 동익 등변형각 선도=98,99,1
그림2.43 1단 동익의 Mises 응력 분포(Pressure side)=99,100,1
그림2.44 1단 동익의 Mises 응력 분포(Suction side)=100,101,1
그림2.45 2단 동익의 Mises 응력 분포(Pressure side)=101,102,1
그림2.46 2단 동익의 Mises 응력 분포(Suction side)=102,103,1
그림2.47 1단 정익의 Mises 응력 분포(Pressure side)=103,104,1
그림2.48 1단 정익의 Mises 응력 분포(Suction side)=104,105,1
그림2.49 2단 정익의 Mises 응력 분포(Pressure side)=105,106,1
그림2.50 2단 정익의 Mises 응력 분포(Suction side)=106,107,1
그림2.51 1단 동익의 Campbell diagram=109,110,1
그림2.52 2단 동익의 Campbell diagram=110,111,1
그림2.53 1단/2단 정익의 Campbell diagram=111,112,1
그림3.1 초기 압축기 형상의 Xf(이미지참조)의 값=114,115,1
그림3.2 최종 압축기의 반경 방향에 따른 유동 변수=115,116,1
그림3.3 초기 압축기 형상의 hub면에서의 정압 분포=119,120,1
그림3.4 최종 압축기 형상의 hub면에서의 정압 분포=120,121,1
그림3.5 초기형상 1단 동익 tip에서의 상대마하수 분포(Min=1.224, i=+2.23。, Rin=85.89mm, Rout=83.89mm, hin=2.10mm, hout=1.74mm)(이미지참조)=123,124,1
그림3.6 초기형상 1단 동익 mid에서의 상대마하수 분포(Min=1.040, i=+2.59˚, Rin=70.33mm, Rout=70.33mm, hin=4.93mm, hout=4.29mm)(이미지참조)=124,125,1
그림3.7 초기형상 1단 동익 hub부에서의 상대마하수 분포(Min=0.0691, i=+4.46˚, Rin=45.00mm, Rout=52mm, hin=2.69mm, hout=1.51mm)(이미지참조)=125,126,1
그림3.8 초기형상 1단 정익 tip부에서의 상대마하수 분포(Min=0.551, i=+1.50˚, Rin=82.99mm, Rout=80.91mm, hin=1.69mm, hout=1.56mm)(이미지참조)=126,127,1
그림3.9 초기형상, 1단 정익 mid에서의 상대마하수 분포(Min=0.585, i=+1.46˚, Rin=70.03mm, Rout=68.92mm, hin=4.05mm, hout=3.75mm)(이미지참조)=127,128,1
그림3.10 초기형상, 1단 정익 hub부에서의 상대마하수 분포(Min=0.750, i=+0.47˚, Rin=52.00mm, Rout=52.00mm, hin=1.56mm, hout=1.45mm)(이미지참조)=128,129,1
그림3.11 초기형상, 2단 동익 tip부에서의 상대마하수 분포(Min=1.017, i=+1.14˚, Rin=80.16mm, Rout=77.94mm, hin=1.53mm, hout=1.49mm)(이미지참조)=129,130,1
그림3.12 초기형상, 2단동익 mid에서의 상대마하수 분포(Min=0.887, i=+1.55˚, Rin=68.52mm, Rout=66.76mm, hin=3.64mm, hout=3.46mm)(이미지참조)=130,131,1
그림3.13 초기형상, 2단동익, hub부에서의 상대마하수 분포(Min=0.712, i=+3.56˚, Rin=52.00mm, Rout=52.00mm, hin=1.43mm, hout=1.21mm)(이미지참조)=131,132,1
그림3.14 초기형상, 2단정익, tip부에서의 상대마하수 분포(Min=0.595, i=-1.00˚, Rin=77.06mm, Rout=75.15mm, hin=1.47mm, hout=1.35mm)(이미지참조)=132,133,1
그림3.15 초기형상, 2단정익, mid에서의 상대마하수 분포(Min=0.632, i=-0.47˚, Rin=66.12mm, Rout=64.74mm, hin=3.37mm, hout=3.36mm)(이미지참조)=133,134,1
그림3.16 초기형상, 2단정익, hub부에서의 상대마하수 분포(Min=0.797, i=-0.50˚, Rin=51.65mm, Rout=49.00mm, hin=1.19mm, hout=1.37mm)(이미지참조)=134,135,1
그림3.17 1단정익의 초기형상(상)과 수정된 형상(하)의 유선을 따른 유동각분포=135,136,1
그림3.18 1단정익의 초기(상) 및 수정(하)된 hub 형상=136,137,1
그림3.19 수정된 형상, 1단정익 hub부에서의 상대마하수 분포(Min=0.744, i=+0.56˚, Rin=52.00mm, Rout=52.00mm, hin=1.58mm, hout=1.45mm)(이미지참조)=137,138,1
그림3.20 2단정익의 초기형상(상)과 수정된 형상(하)의 유선을 따른 유동각분포=138,139,1
그림3.21 2단정익의 초기(상)및 수정(하)된 hub 형상=139,140,1
그림3.22 수정된 형상, 2단 정익, hub부에서의 상대마하수 분포=140,141,1
그림4.1 수정된 형상의 유로면=146,147,1
그림4.2 1단동익 입구 유동변수 분포(수정후)=147,148,1
그림4.3 1단동익 출구 유동변수 분포(수정후)=148,149,1
그림4.4 1단동익의 유선상의 무차원 정압분포(수정후)=149,150,1
그림4.5 1단동익의 유선상의 보정속도 분포(수정후)=150,151,1
그림4.6 반경방향에 따른 1단 동익의 속도 삼각형 분포(수정후)=151,152,1
그림4.7 1단정익 입/출구 유동변수 분포(수정후)=152,153,1
그림4.8 1단정익의 유선상의 무차원 정압분포(수정후)=153,154,1
그림4.9 1단정익의 유선상의 보정속도 분포(수정후)=154,155,1
그림4.10 반경방향에 따른 1단정익의 속도삼각형 분포(수정후)=155,156,1
그림4.11 2단동익 입구 유동변수 분포(수정후)=156,157,1
그림4.12 2단동익 출구 유동변수 분포(수정후)=157,158,1
그림4.13 2단동익의 유선상의 무차원 정압 분포(수정후)=158,159,1
그림4.14 2단동익의 유선상의 보정속도분포(수정후)=159,160,1
그림4.15 반경방향에 따른 2단 동익의 속도삼각형 분포(수정후)=160,161,1
그림4.16 2단정익의 입/출구 유동변수 분포(수정후)=161,162,1
그림4.17 2단정익의 유선상의 무차원 정압 분포(수정후)=162,163,1
그림4.18 2단정익의 유선상의 보정속도 분포(수정후)=163,164,1
그림4.19 반경방향에 따른 2단정익의 속도삼각형 분포(수정후)=164,165,1
그림4.20 1단동익의 유선상의 상대유동각 분포=165,166,1
그림4.21 1단동익의 유선상의 블레이드각 분포=166,167,1
그림4.22 1단정익의 유선상의 절대유동각 분포=167,168,1
그림4.23 1단정익의 유선상의 블레이드각 분포=168,169,1
그림4.24 2단동익의 유선상의 상대유동각 분포=169,170,1
그림4.25 2단동익의 유선상의 블레이드각 분포=170,171,1
그림4.26 2단정익의 유선상의 절대유동각 분포=171,172,1
그림4.27 2단정익의 유선상의 블레이드각 분포=172,173,1
그림4.28 반경방향에 따른 1단동익의 변수 분포=173,174,1
그림4.29 반경방향에 따른 1단정익의 유동변수 분포=174,175,1
그림4.30 반경방향에 따른 2단동익의 유동변수 분포=175,176,1
그림4.31 반경방향에 따른 2단정익의 유동변수 분포=176,177,1
그림4.32 1단동익의 단면분포=177,178,1
그림4.33 1단정익의 단면분포=178,179,1
그림4.34 2단동익의 단면분포=179,180,1
그림4.35 2단정익의 단면분포=180,181,1
그림5.1 1차원 모델을 이용한 압축기 성능곡선=183,184,1
그림5.2 2차원 모델을 이용한 압축기 성능곡선=185,186,1
그림5.3 1차원 및 2차원 모델을 이용한 결과 비교=186,187,1
그림5.4 블레이드 Untwisting이 압축기 성능에 미치는 영향 예측=188,189,1
그림6.1 1단동익의 Cambell diagram(초기형상)=192,193,1
그림6.2 2단동익의 Cambell diagram=193,194,1
그림6.3 1단/2단 정익의 Cambell diagram=194,195,1
그림6.4 1단동익의 공력부하 분포=195,196,1
그림6.5 1단동익의 계산 격자=197,198,1
그림6.6 2단동익의 계산 격자=198,199,1
그림6.7 1단정익의 계산 격자=199,200,1
그림6.8 2단정익의 계산 격자=200,201,1
그림6.9 1단동익의 dovetail 계산 격자=201,202,1
그림6.10 2단동익의 dovetail 계산 격자=202,203,1
그림6.11 1단동익의 extension foot=205,206,1
그림6.12 1단동익 요소=206,207,1
그림6.13 동익 root의 형상=206,207,1
그림6.14 1단동익의 untwist각 분포=209,210,1
그림6.15 2단동익의 untwist각 분포=210,211,1
그림6.16 1단동익의 Mise 응력 분포(Pressure side)=211,212,1
그림6.17 1단동익의 Mise 응력 분포(suction side)=212,213,1
그림6.18 2단동익의 Mise 응력 분포(Pressure side)=213,214,1
그림6.19 2단동익의 Mise 응력 분포(suction side)=214,215,1
그림6.20 1단정익의 Mise 응력 분포(Pressure side)=215,216,1
그림6.21 1단정익의 Mise 응력 분포(suction side)=216,217,1
그림6.22 2단정익의 Mise 응력 분포(Pressure side)=217,218,1
그림6.23 2단정익의 Mise 응력 분포(suction side)=218,219,1
그림6.24 1단동익 dovetail부의 변형=220,221,1
그림6.25 2단동익 dovetail부의 변형=221,222,1
그림6.26 1단동익 root부의 Mises 응력 분포=222,223,1
그림6.27 2단동익 root부의 Mises 응력 분포=223,224,1
그림6.28 1단동익의 Cambell diagram=227,228,1
그림6.29 2단동익의 Cambell diagram=228,229,1
그림6.30 1단정익의 Cambell diagram=229,230,1
그림6.31 2단정익의 Cambell diagram=230,231,1
그림6.32 1단동익의 1차 진동모드=231,232,1
그림6.33 1단동익의 2차 진동모드=232,233,1
그림6.34 1단동익의 3차 진동모드=233,234,1
그림6.35 1단동익의 'U' type 진동모드=234,235,1
그림6.36 2단동익의 1차 진동모드=235,236,1
그림6.37 2단동익의 'U' type 진동모드=236,237,1
그림6.38 1단정익의 1차 진동모드=237,238,1
그림6.39 1단동익의 'U' type 진동모드=238,239,1
그림6.40 2단정익의 1차 진동모드==239,240,1
그림6.41 2단동익의 'U' type 진동모드=240,241,1
영문목차
[title page etc.]=0,1,6
SUMMARY=6,7,5
TABLE OF CONTENTS=11,12,16
CHAPTER1. INTRODUCTION=27,28,3
CHAPTER2. PRELIMINARY DESIGN AND ANALYSIS OF 2 STAGE AXIAL COMPRESSORS FOR A HELICOPTER ENGINE=30,31,1
Section1. Background=30,31,3
Section2. Compressor design requirements and peculiarities=32,33,3
Section3. Analysis of technical characteristics of the axial compressors=35,36,2
Section4. Design and optimization of flow passage=37,38,32
Section5. Aerodynamic design of compressor blades with initial variants=69,70,22
Section6. Strength analysis of blades=91,92,21
CHAPTER3. REDESIGN OF INITIAL BLADE PROFILE BY AERODYNAMIC ANALYSIS=112,113,1
Section1. Corrections on Midline profile, incidance angles, deviation angles=112,113,4
Section2. Corrections on blade thickness and leading edge=116,117,1
Section3. Corrections on hub profile of 1st stage rotor=117,118,4
Section4. Corrections on blades using quasi 3-D flow analysis=121,122,20
CHAPTER4. VALIDATION OF COMPRESSOR BLADES FOR FINAL PROFILE=141,142,1
Section1. Aerodynamic analysis of final compressor profile=141,142,2
Section2. Corrections on blades=142,143,39
CHAPTER5. PREDICTIONS ON THE DESIGNED COMPRESSORS=181,182,1
Section1. Predictions using 1-D Model=181,182,3
Section2. Predictions using 2-D Model=184,185,3
Section3. Effects of Untwistings on rotor blades=187,188,2
CHAPTER6. STRENGTH ANALYSIS FOR FINAL PROFILE=189,190,1
Section1. Review of strength on axial compressors=189,190,7
Section2. Techniques on the structural design and optimizations on statis stresses=196,197,28
Section3. Corrections using dynamic characteristics=224,225,17
CHAPTER7. CONCLUSION=241,242,2
APPENDIX=243,244,29
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