원심 펌프 생체모방 임펠러 및 난류 저감 유동설계

Biomimetic impeller design and turbulence reduction for centrifugal pumps

연구 내용

원심 펌프 임펠러의 생체모방 형상과 유입 조건을 해석·최적화하여 성능과 내구를 개선하는 연구

원심 펌프 유동에서 임펠러 블레이드 주변의 난류 생성과 압력 손실을 저감하기 위해 생체모방 돌기(tubercle) 및 trailing edge 형상을 설계 변수로 설정합니다. 유동 해석을 통해 유입 조건 변화가 압력 분포, 유동 박리 경향, 성능 지표에 미치는 영향을 정량적으로 비교하고, 형상 변경의 효과가 유입장 조건에 따라 어떻게 달라지는지 분석합니다. 또한 펌프 부품 수준에서는 디퓨저의 구조를 통해 난류를 줄이기 위한 와류 발생기와 가이드 베인 구성을 제안하여, 설계-제작-실증 흐름으로 연계합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기에는 원심 펌프 성능에 영향을 주는 임펠러 형상과 유입 조건의 상관을 수치해석으로 정리하고, 생체모방 형상이 유동 구조에 미치는 영향을 확인했습니다. 이후 tubercle 기반 형상과 trailing edge 최적화를 각각의 설계 변수로 분리하여, 유입 조건 변화에서의 응답 특성을 비교하는 연구를 수행했습니다. 최근에는 디퓨저 구조에서 난류 저감 장치의 구성을 제안하고, 100kW급 다단 원심펌프의 설계·제작 실증 기술개발 과제를 통해 형상 설계를 성능 검증 단계로 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

원심 펌프 고효율 설계
다단 펌프 내구 신뢰성 향상
임펠러 형상 최적화
디퓨저 난류 저감 설계
유입 조건 민감도 완화
해양·회전계 유동 최적화
성능 손실 저감 설계지침
제작성 반영 설계(프레스 가공)
생체모방 유동 부품 설계
실증 기반 설계 검증