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박희성 연구실
국립창원대학교 에너지기계공학과 박희성 교수
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박희성 연구실

국립창원대학교 에너지기계공학과 박희성 교수

박희성 연구실은 열 및 물질전달을 기반으로 가스터빈, 전자장치, 에너지저장장치의 열유체 설계와 성능 분석을 수행합니다. 가스터빈 분야에서는 블레이드와 연소기 라이너의 내부 냉각, 막냉각, 충돌냉각, 이중벽 냉각 및 수소 연소를 대상으로 전산유체해석과 실험을 병행합니다. 전자장치 분야에서는 마이크로채널, 방열판, 난류발생기, 쉘-튜브 열교환기를 활용하여 반도체와 HVDC 전력변환기의 열저항 및 압력손실을 분석합니다. 또한 비구면렌즈 성형의 정밀 열설계와 바나듐 레독스 유동전지의 전해액 유동·전기화학 반응을 연구하며, 냉각 구조와 유로 형상 최적화 결과를 특허 및 산업 적용 기술로 연계하고 있습니다.

열유체역학가스터빈 냉각열관리전산유체해석열교환기
대표 연구 분야
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가스터빈 연소 및 고온부품 냉각 연구 thumbnail
가스터빈 연소 및 고온부품 냉각 연구
Gas Turbine Combustion and High-Temperature Component Cooling
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전자장치 및 정밀기기의 열관리·열교환 연구 thumbnail
전자장치 및 정밀기기의 열관리·열교환 연구
Thermal Management and Heat Exchangers for Electronics and Precision Devices
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전기화학 에너지변환 및 유동전지 열유체 연구 thumbnail
전기화학 에너지변환 및 유동전지 열유체 연구
Electrochemical Energy Conversion and Flow Battery Thermofluidics
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
4
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1
Article
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·
인용수 0
·
2025
가스터빈 블레이드 내부 유로에서 리브 비율이 열전달에 미치는 영향
김덕형, 손정우, 박희성
IF 0.2 (2025)
대한기계학회논문집 B
본 연구에서는 지그재그 배열로 배치된 리브 터뷸레이터가 적용된 내부 냉각 채널에서 리브 높이와 레이놀즈 수가 열전달 특성에 미치는 영향을 실험적으로 분석하였다. 실험 결과, 레이놀즈 수 증가에 따라 너셀 수가 증가하며 대류 열전달 성능이 향상되는 경향이 확인되었다. 또한, 리브 높이가 증가할수록 난류 형성이 촉진되어 열전달 성능이 개선되었으나, 동시에 압력 강하도 증가하는 것이 관찰되었다. 따라서 냉각 성능 향상과 압력 손실 최소화를 균형적으로 고려한 설계가 필요함을 확인하였다. 본 연구의 결과는 가스터빈 내부 냉각 채널의 설계 최적화를 위한 기초 데이터로 활용될 수 있으며, 향후 열관리 및 성능 개선을 위한 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.
https://doi.org/10.3795/ksme-b.2025.49.11.617
Turbine blade
Heat transfer
Flow (mathematics)
Gas turbines
Internal flow
Blade (archaeology)
2
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2025
연소기 라이너 벽의 effusion 홀 배열 설계가 연소 특성 및 냉각 효과에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구
사전 따망, 박종도, 박희성
한국유체기계학회 논문집
In the present study, various tangential angles of effusion hole configurations were investigated to evaluate their effects on the cooling performance and combustion characteristics of a can-type combustor model. Numerical simulations were conducted using the Reynolds stress model for turbulence modeling and the steady flamelet approach within the non-premixed combustion framework to model methane combustion. The results indicated that the effusion hole configuration with a tangential angle of 0° enhanced the liner wall cooling effectiveness by approximately 340.28%. This configuration also blocked 77.71% of the absorbed radiation flux, resulting in a 47.81% reduction in wall temperature. Furthermore, the lowest pattern factor value was observed when the liner wall was designed with effusion holes at a tangential angle of ±30°, compared to other configurations. Similarly, injecting cooling air into the combusted region through effusion holes at a tangential angle of 0° led to an approximate 20.23% reduction in thermal NOx emissions.
https://doi.org/10.5293/kfma.2025.28.3.075
Combustor
Gas turbines
Combustion
Nuclear engineering
Combustion chamber
Materials science
Turbine
Mechanics
Aerospace engineering
Environmental science
3
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2025
Effects of Mist/Steam Flow on Heat Transfer Performance for Rib Turbulated Channel
Sajan Tamang, Heesung Park
IF 1.9 (2025)
Heat Transfer Engineering
In the modern gas turbine, elevating the turbine inlet temperature is a key strategy to improve thermal efficiency and power performance. However, this temperature imposes significant thermal stress on the turbine component, leading to issues such as creep, thermal fatigue, oxidation, and corrosion which adversely affect the durability. To address these challenges various cooling techniques have been developed, including the use of internal rib turbulators and conductive coolant materials to ensure efficient thermal management. This study explores the impact of mist/steam flow and mist particle size within a cooling channel featuring an inclined rib turbulator. The findings reveal that introducing mist at specific mass ratios synergistically enhances secondary flow velocities. Smaller particles significantly improve heat transfer efficiency due to their rapid evaporation. Specifically, at a mist/steam mass ratio of 10% and a mist particle size of 10 μm, the enhancement values for Nusselt number ratio and thermal performance factors are 9.76% and 4.45%, respectively. Therefore, a 10 μm particle size is optimal for achieving the highest heat transfer and cooling efficiency within varying mist/steam mass ratios. These findings indicate significant potential for improving gas turbine efficiency and longevity, thereby reducing operational costs and maintenance frequency in the industry.
https://doi.org/10.1080/01457632.2025.2480903
Mist
Heat transfer
Mechanics
Flow (mathematics)
Channel (broadcasting)
Environmental science
Materials science
Petroleum engineering
Meteorology
Computer science
최신 정부 과제
17
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1
2026년 7월-2035년 12월
|8,967,000,000원
SMR² 플랫폼 국가연구소
국립창원대학교의 SMR2 플랫폼 국가연구소는 원전 분야에 특화된 핵심소재, 구조건전성, 첨단에너지 변환, 시스템 통합 및 확장 기술을 핵심적으로 개발하고 SMR2 AX센터를 통한 전주기 통합 플랫폼을 구축하고, 하이브리드 실증 및 핵심모듈 검증을 통한 혁신 기반연구소 구축을 목표로함- 장기지속 SMR 플랫폼 구조·재료·공정 신뢰성 확보를 위한 디지털트윈 기...
소형모듈러원자로
구조건전성
에너지변환
시스템운용
하이브리드실증
2
2026년 4월-2032년 12월
|150,786,000원
기계-소재 연성 AI 디지털트윈 기반 가스터빈 지역에너지혁신연구센터
본 과제의 최종목표는 AI혁신가스터빈연구센터를 중심으로 기계?소재 연성 디지털 트윈 기반의 AI 전환형 설계?시험?평가 인력양성 체계를 구축하고, 이를 지역 산업이 지속적으로 활용할 수 있는 운영 플랫폼으로 정착시키는 것이다. 청정가스터빈을 대표 적용 대상으로 설정하되, 단순한 성능 개선을 넘어 고온부품의 열관리와 구조 신뢰성, 세라믹 코팅(TBC) 및 계...
청정가스터빈
기계-소재 연성
디지털 트윈
AI혁신
고온부품
3
2022년 9월-2024년 12월
|167,567,000원
차세대 자율주행 차량용 나노급 비구면 렌즈 제조를 위한 정밀 열설계 및 제어기술 개발
비구면 렌즈의 곡률 반경의 오차는 세계 최고수준의 기술은 ±0.05 %인데, 현 수준은 ±0.15 % 연구개발을 통해 최종 개발 목표를 ±0.1 %로 목표한다.비구면 렌즈의 표면 조도의 세계 최고수준은 Ra 10이며, 현 수준은 Ra 35이나, 연구개발을 통해 최종 개발 목표를 Ra25 이하로 목표로 한다.비구면 렌즈의 Center thickness의 세계...
자율주행차
카메라 렌즈
비구면
광학 설계
열설계
최신 특허
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상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2024고발열 전자장치 및 반도체 냉각을 위한 나선형 스프링 난류 발생기 및 이를 포함하는 냉각판1020240033166
등록2024비구면렌즈의 제조장치 및 그 제조방법1020240032439
등록2023냉각 홀의 교차 배열을 이용한 이중벽 냉각구조1020230180278
전체 특허

고발열 전자장치 및 반도체 냉각을 위한 나선형 스프링 난류 발생기 및 이를 포함하는 냉각판

상태
등록
출원연도
2024
출원번호
1020240033166

비구면렌즈의 제조장치 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2024
출원번호
1020240032439

냉각 홀의 교차 배열을 이용한 이중벽 냉각구조

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230180278