| 초록 |
본 논문에서는 터보기계의 다중 채널 익렬의 플러터를 연구 분석하기 위하여, 전산 유체역학적 방법(computational fluid dynamics, CFD)을 기반으로, 간략한 구조동력학 방정식을 연립하고 복합 다단계 설계법(hybrid multi-step scheme)을 이용하여 다중 채널 익렬의 플러터를 시뮬레이션 분석하는 방안을 구축하였다. 본 연립방정식 해석법은 날개 깃의 동력학적 반응 특성의 분석을 통하여 익렬의 공력 탄성학적 안정성 특성을 확보할 수 있었다. 표준적 익렬 플러터 모델-STCF4(Standard Test Configuration 4)을 대상으로 계산한 결과, 불안정 영역에 대한 이 연립방정식 해석법과 전통적인 비연립방정식 해석법의 예측 결과는 거의 일치하였으며, 또한 이런 결과를 통하여 본 연립방정식 해석법의 타당성을 제시하였다. 그 외, 이 연립방정식 해석법을 이용하여 다양한 채널 수의 자유 진동 반응을 계산하였으며, 또한 실제 터보기계의 플러터와 날개의 플러터를 비교 분석하였는데 터보기계의 블레이드 열의 불안정성(instability)이 바로 다중 모드의 동시적인 불안정성 문제였다. 그리고 불안정성 모드의 브랜치 주파수(branch frequency) 및 감쇠계수는 거의 일치하게 나타남으로써 날개 깃의 시간 영역 반응에서는 전형적인 조롱박형(gourd style) 발산이 나타날 수 있게 되었다. |
