A sirocco fan consists of a housing and an impeller with blades. There are many design parameters for improving its performance and efficiency. Thus, the objective of present study is to investigate the effect of blade size(such as blade length and height) and the number of blades on the flow characteristics of a sirocco fan using a commercial CFD software, Star CCM+. From the results of our previous and present study, it is revealed that blade inclination angle and blade height had a great effect on the flow characteristics, such as the static pressure rise and flow rate. There are important factors in improving the flow characteristics, as following order, the blade inclination angle, blade height, blade length, blade radius of curvature, the number of blades. it was obtained that maximum in static pressure rise and flow rate were, respectively, 20.8Pa and 6.41CMM under the our simulation condition.

We analyzed the performance of hubless rim propellers based on the number of blades, maintaining a fixed pitch ratio and expanded area ratio, using computational fluid dynamics (CFD). Thrust coefficient, torque coefficient and efficiency according to the number of blades were analyzed. In addition, the pressure distribution on the discharge and suction sides of the blade was analyzed. As the advance ratio increases, the thrust coefficient decreases. The highest thrust was shown when the advance ratio was lowest. For the three, four, five and six-blades, the torque coefficient tended to decrease as the advance ratio increased. In the case of seven and eight-blades, the torque coefficient tended to increase as the advance ratio increased. The maximum efficiency was found when the advance ratio was 0.8. When the three-blade, it showed high efficiency at all advance ratios. A high pressure distribution was observed at the leading edge of the discharge blade, and a low pressure distribution was observed at the trailing edge. Applying a hubless rim-driven thruster with the three-blade can generate higher thrust and increase work efficiency.

Carbon materials with tailorable structures and superior properties have great potential applications in environmental protection, energy conversion, and catalysis. Plant biomass as abundant and green non-toxic raw materials has been considered as good precursors for synthesizing heteroatom-doped carbon materials. However, few studies have been reported on the different natures of carbon materials derived from different parts of the same plant biomass. In this study, we prepared carbon materials from the petioles and blades of apricot leaves by direct pyrolysis without additives. Detailed characterizations indicate that these two carbon materials are similar in element composition and graphitization degree, but differ greatly in surface area and pore volume. These differences can be attributed to the different contents of inorganic salts, vascular bundles, and proteins in petioles and blades. When used as catalysts for the oxidation of ethylbenzene, the petiole-derived carbon shows better catalytic performance than the blades derived carbon due to its high surface area, large average pore size, and doped nitrogen atoms. Furthermore, the carbon catalysts derived from the petioles and blades of poplar leaves and parasol tree leaves show the same difference in catalytic reaction, implying that the above-mentioned conclusion is rather universal, which can provide reference for the synthesis of carbon materials from leaves.

This study is to conduct the optimal design of the fluid mixing blades in the test fluid tank for sewage treatment process. The design was made with various shapes and angles of mixing blades. Fluid mixing blades in the tank are numerically analyzed with FLUENT V.13.0. Blade1 and Blade4 had the biggest fluid pressure difference of 8.1% around the blades. And, Blade1 and Blade3 had the least fluid pressure difference of 2.55%. The biggest turbulence kinetic energy of 12.5% existed around Blade1 and Blade4. Blade1 and Blade3 had the least turbulent kinetic energy difference of 4.8%. Blade4 is the optimal design shape due to the highest turbulent kinetic energy around the blades in comparison to the other cases.

본 논문에서는 원통형 혼합기를 대상으로 블레이드의 각도, 길이, 개수 및 블레이드와 탱크 바닥과의 간극을 설계변수로 선정하고, 각각의 설계변수가 혼합성능에 미치는 영향을 분석하였다. 이산요소법을 이용하여 임펠러 회전에 의한 고체 입자 의 혼합공정을 해석하였으며, 혼합지수를 도입하여 혼합성능을 정량적으로 평가하였다. 다양한 설계변수의 조합을 고려한 실험계획법으로 설계변수의 주효과와 교호작용을 분석함으로써, 블레이드 각도가 입자의 혼합성능에 가장 지배적인 영향을 미치며 간극의 영향은 상대적으로 작다는 결론을 도출할 수 있었다. 또한 가장 우수한 혼합성능을 보이는 설계변수의 조합 을 제시하였다.

Turbo charger는 배기가스로 구동되는 엔진의 과급기로서 엔진의 효율을 높이는 장치로 많이 사용되고 있다. 특히 대형 선박엔진의 고효율은 연료비의 절감이과 엔진의 출력을 높여 운항시간의 단축 효과를 가져 올 수 있어 매우 많이 사용되고 있다. 이 장치의 내부에는 터빈 블레이드가 로터에 장착되어 고속으로 회전되어 배기가스의 흡입과 배출을 원활이 하도록 하는데, 터빈블레이드가 정밀하게 생산되어야 회전 시 backlash를 줄여 진동 소 음의 발생을 작게 한다. 수십 개의 각 터빈의 형상과 무게가 균일해야 balancing을 맞출 수 있게 된다. 종래의 터빈 블레이드는 주조로 생산된 블레이드 형체의 금속을 정밀가공 하였으나 주물강의 인장강도와 피로강도가 높지 않아 장기간 사용 시에 파손되거나 조립부의 마멸 때문에 진동 소음 발생의 우려가 있었다. 본 연구에서는 인장강도와 피로강도가 높은 단조 강을 사용하여 터빈블레이드를 정밀 생산하여 소재의 기계적 특성을 향상시켜 소음 진동의 발생을 억제하고 이를 밸런싱 테스트 하여 구조적으로 안정적인 터빈블레이드의 개발에 관한 것이 연구목적이다. 터빈블레이드는 dovetail 역할을 하는 블레이드의 root 부와 날개부분의 airfoil 부분으로 나누어 개발한다. Root 부위의 2개 평행면의 중심면, root와 airfoil 경계면, 블레이드의 수직 평행면의 3면의 교차점을 블레이드의 원점 으로 정한다. 블레이드의 root 부분은 곡선의 형태를 수평 이동하여 연결한 ruled surface로 형성되어 있으므로, wire EDM으로 형상을 따내고 이를 creep-feed 연삭으로 정밀 가공하여 곡면의 표면을 생성한다. 이 부분의 가공 을 위해 형상에 맞는 roll dresser와 jig의 개발이 필요하다. 이 root가 rotor의 축에 결합되므로 선의 윤곽도 공차 가 엄밀해야 한다. Airfoil 부위는 자유곡면으로 형성되어 5축 공작기계에 의해 정밀가공을 한다. 이때에 블레이드의 형상공차를 맞추어야 하며 airfoil의 표면거칠기 정밀도뿐만 표면의 면윤곽도 공차를 범위 내에 맞추도록 한다. 블레이드 모 서리 부분의 leading edge 와 trailing edge의 곡률의 윤곽정밀도를 향상시켜 곡률반경 0.47~0.67에 속하도록 하며 선윤곽도 공차를 관리한다. 형상이 완성되면 shot peening 방법으로 재료표면의 경도와 소재의 피로강도, 인장강도를 높이는데 5 bar의 압 력으로 강구를 표면으로부터 10mm 거리에서 발산시켜 강화한다. 정밀가공 후 밸런싱 머신에 회전 벨런싱을 테스트 하여 정밀도를 검증한다. 본 연구는 터빈블레이드의 정밀생산에 관하여 발표하며 root는 고속회전 시 backlash를 줄이도록 특히 선의 윤곽정 밀도가 0.025 이내에 오도록 생산하였고 밸런싱 값이 485gmm으로 정밀 생산되었음을 입증하였다.

본 논문에서는 상온 및 방사선 경화 복합재 풍력 블레이드의 구조성능을 비교하기 위하여 단면 강성, 정적응력 및 동적 고유 진동수를 해석하였다. 먼저 상온 및 방사선 경화공정에 의한 복합재료 시편의 탄성계수 등 물성 값을 적용하였다. 블 레이드의 단면 강성 값은 고형 복합재료 보 이론을 적용하여 유한요소 적분법으로 계산하였다. 허브 체결부위를 포함한 소형 풍력 블레이드를 상용 유한요소 프로그램으로 모델링하여 최대 변위와 응력분포 등을 확인하였다. 또한, 풍력 블레이 드의 회전속도에 따른 원심력 효과를 고려하여 고유 진동수 해석을 병행하였다. 이와 같은 일련의 해석결과를 상호 비교 함으로써, 상온 및 방사선 경화 복합재료의 물성 값 차이에서 기인하는 풍력 블레이드의 구조성능 변화를 정량적으로 분 석하였다.

본 연구는 기존에 사용되어 지고 있는 타설 노즐 내부에 블레이드를 설치함으로써 타설 시 시멘트 복합체에 혼입된 섬유의 방향성을 제어하고 동시에 분포도를 향상시키고자 하였다. 블레이드 변수 최적화를 위하여 시멘트계 매트릭스 재료의 유동과 혼입된 섬유의 운동, 노즐간의 상호작용을 고려한 다중물리계 유한요소해석을 수행하였다. 사용되는 섬유길이를 변수로 하여 블레이드의 간격, 길이, 위치를 결정하였다. 내부 블레이드 간격이 섬유길이의 약 1.2~2.4배, 블레이드 길이는 섬유길이의 약 4~8배, 설치 위치는 시멘트 복합체가 도출되는 입구에서부터 섬유길이의 14배 이하일 때 섬유 방향각이 약 15°이하로 제어되었다. 또한, 본 연구에서 제시된 블레이드형 노즐은 기존의 섬유보강 시멘트 복합체 타설장비와 타설관을 그대로 사용하면서, 탈·부착식으로 제작될 수 있어 사용성과 편의성을 동시에 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

Numerical analysis using commercial CFD code was carried out to develop the drag force type vertical axis hydraulic turbine for the improvement of the production efficiency of small hydro energy at low flow velocity condition. Blade pressure changes and internal flows were analyzed according to the presence or absence of the hydraulic turbine blade holes at flow velocity of less than 1.0~3.0 m/s. According to the numerical results, the pressure and flow velocity is severly affected by the flow velocity in turbine blade with no holes, while the influence of flow velocity is comparatively decreased in turbine blade with holes. It is also found that the pressure and flow velocity on the blade surface with holes are evenly distributed with no singular location and it is believed that forming a hole in the blade may be helpful in terms of structural safety.

OWE형 파력발전장치는 해수면의 승강운동을 공기실 내의 공기 흐름으로 전환하고 이를 터빈의 구동력으로 사용하는 발전장치이다. 파랑에너지가, 터빈으로 유입되는 공기에너지로 전환하도록 하는 공기실의 내부 수위의 주기적 변동은 상하대칭이 이루어지지 않고, 공기실 내 공기 유동의 압축과 팽창 과정에서 유량차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이를 이용하여 보다 많은 유량을 임펄스터빈의 압력면으로 유도하여 날개의 압력면과 흡입면의 압력차를 크게 하는 Staggered Blade의 적용에 대해 검토하고 그에 대한 성능 해석을 수행하였다. 터빈의 압력면으로의 공기 흐름을 제어하기 위해 Self-Pitched Blade(가변 피치 날개)를 제안하였고, 이러한 유량차를 토대로 동 조건에서 최대의 발전량과 최고 효율의 터빈을 설계하고자 하는데 그 목적이 있다.

냉수관계일수가 엽신, 지경, 영곡의 무기성분조성에 미치는 영향을 조사분석하였던바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 엽신, 지경, 영각의 무기성분조성은 냉수관계일수가 길어질수록 전질소함량은 증가하나 인산, 가리, 규산함량조은 낮았으며 숙기별로는 전질소와 인산은 출수기 가리는 엽신과 지경에서는 출수기, 영각은 성숙기, 규산은 성숙기에 많았고 지경의 무기성분함량은 엽신보다는 영각과 유사한 양식을 나타냈다. 2. 냉수에 의해 도체가 저질소흡수과정장해를 받으면 인산, 가리, 규산도 흡수장해를 받으며 그 경향은 지경보다는 엽신과 영각의 영양장해가 현저하였으며 도체에 전질소함량이 높고 규산함량이 낮으면 지경과 영화의 퇴화 및 불임이 증가되고 지경의 영양장해가 엽신과 영각보다 퇴화 및 불임에 밀접하게 관여하였다.