Thermal-Fluid and Functional Material Design for Turbine Cooling and Extreme Environments
연구 내용
전산유체해석, 최적화, 표면코팅 및 기능성 소재 분석을 이용하여 가스터빈 냉각유로와 극저온 부품의 열전달·유동·기계적 성능을 개선하는 연구
가스터빈과 극저온 기계부품은 제한된 공간에서 열전달, 압력손실, 구조응력 및 재료 안정성을 동시에 만족해야 합니다. 연구실은 Ansys Fluent 기반 Computational Fluid Dynamics와 유한요소해석을 활용하여 터빈 블레이드 내부 병렬 냉각유로, 180도 전환 채널, 임펠러 및 열교환기 형상을 분석합니다. 반응표면법, 회귀모델, adjoint solver를 적용하여 설계변수와 성능의 관계를 도출하고, 폴리이미드 전기영동 코팅과 금속 3D 프린팅 히트싱크의 냉각 성능을 평가합니다. h-BN/graphene 이종구조의 전기적 거동과 극저온 재료 특성까지 분석하여 열·기계·전기 현상을 통합하는 연구를 수행합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
3편
관련 특허
3건
관련 프로젝트
3건
연구 흐름
초기 연구는 초전도 전력기기와 냉동 시스템에 적용되는 펌프, 터보팽창기, 열교환기 및 지지구조의 열유체 설계에서 출발했습니다. 이후 가스터빈 블레이드와 베인의 냉각유로를 대상으로 압력손실, 열응력, 수명 및 유동 조건의 상관관계를 수치해석으로 규명했습니다. 최근에는 3D 프린팅 히트싱크, 금속 표면 코팅, 폴리이미드 패턴 코팅을 활용하여 극저온 초기 냉각과 비등 열전달을 개선하고 있으며, 기능성 이종소재와 기계학습 기반 성능예측으로 분석 범위를 확장하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Hysteretic behavior of all CVD h-BN/graphene/h-BN heterostructure field-effect transistors by interfacial charge trap
Enhancement of initial cooling performance in cryogenic piping via patterned polyimide electrophoretic deposition coating
Numerical Investigation of Pressure Loss in a Rectangular Channel with a Sharp 180-Degree Turn: Influence of Design Variables and Geometric Shapes
관련 특허
구분
제목
가스터빈
가스터빈 블레이드의 내부 냉각유로 구조
결빙방지 구조를 갖는 코일형 고압 극저온 수소 열교환기
관련 프로젝트
구분
제목
극한환경 스마트 기계 부품 설계/제조 혁신 센터
SMR² 플랫폼 국가연구소
고성능 고온초전도 레이스트랙 코일 핵심기술 개발