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SIMULINK를 이용한 분리형 노즐을 갖는 터보팬엔진 성능모델 구성 및 탈설계점 성능 해석
공창덕(Changduk Kong),박길수(Gilsu Park),이경선(Kyungsun Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5
본 연구에서 중형 상용민간항공기 추진진기관인 분리형 노즐을 갖는 2 스풀 터보팬 엔진인 BR715-56의 정상 성능모델을 구성 및 탈설계점 성능해석이 상용코드인 MATLAB/SIMULINK를 이용하여 엔진성능특성과 엔진진단을 위해 수행되었다. 먼저 팬, 고압압축기, 고압터빈, 저압터빈 구성품 성능 맵들이 축척방법을 이용하여 유사성능 맵들을 축척하여 생성되었고 다음 탈설계점 성능모사 프로그램이 구성품들 간 유량과 일 조화에 의해 구성되었다. 모델은 용이한 정상 및 동적 모사와 사용자 편의의 장점을 갖는 SIMULINK 프로그램을 이용하여 개발되었다. 제안한 모델에 의한 탈설계점 해석 결과들은 다양한 작동 조건들에서 GASTURB에 의한 해석 결과들과 잘 일치함이 확인 되었다. In this work, a steady-state performance modeling and off-design performance analysis of the 2-spool separate jet turbofan engine named BR715-56 which is a power plant for the narrow body commercial aircraft is carried out for engine performance behaviors investigation and condition monitoring using a commercial code MATLAB/SIMULINK. Firstly, the engine component maps of fan, high pressure compressor, high pressure turbine and low pressure turbine are generated from similar component maps using the scaling method, and then the off-design performance simulation model is constructed by the mass flow matching and the work matching between components. The model is developed using SIMULINK, which has advantages of easy steady-stare and dynamic modelling and user friendly interface function. It is found that the off-design performance analysis results using the proposed model are well agreed with the performance analysis results by GASTURB at various operating conditions.
MATLAB/SIMULINK와 LabVIEW를 이용한 소형 터보제트엔진 실시간 정상상태 성능 모니터링 프로그램 개발
공창덕(Changduk Kong),고성희(Seonghee Kho),박길수(Gilsu Park),박광림(Gwanglim Park) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
가스터빈 엔진의 성능은 그 구성품 성능 특성에 큰 영향을 받는다. 보통 이러한 구성품 성능 특성은 엔진 개발 시 각 구성품별 요소시험을 통하여 얻을 수 있지만 이는 제작사의 고유 자산이기 때문에 쉽게 제공되지 않는다. 그렇기 때문에 보통 공개된 유사 성능 맵을 스케일링하거나 역으로 구성품 성능맵을 생성하여 사용하게 된다. 따라서 본 연구에서는 소형 가스 터빈 엔진 시험 장치를 구성하여 몇 구간에서의 시험을 통해 데이터를 축적하고 이를 이용 하여 맵을 생성 하는 방법을 제시하였다. 또한 SIMULINK와 LabVIEW를 이용하여 GUI기반의 실시간 정상상태 모니터링 프로그램을 개발하였다. 개발한 정상상태 성능 모델의 검증을 위하여 지상 정지 조건에서 실제 측정 데이터 값과 새로 생성한 구성품 성능 맵을 사용한 정상상태 성능해석 결과와 비교하여 개발한 모델을 검증 하였다. The gas turbine engine performance is greatly relied on its component performance characteristics. Usually these components performance characteristic are obtained by each component experimental test, but they are not generally provided by engine supplier. Therefore the component maps for performance simulation are usually obtained by scaling from published similar performance maps or by conversely generating from acquisited performance data. In this study a small jet engine performance test set-up is built, and experimental performance test data of a micro jet engine are acquisited at several engine speed conditions. Then the component maps are inversely generated from the measured performance data. The proposed condition monitoring system is coded in a friendly GUI type program for easy practical application by a commercial tool, MATLAB/SIMULINK and LabView.
SIMULINK와 LabVIEW를 이용한 소형 터보제트 엔진의 실용 통합 상태 진단 시스템 개발
공창덕(Changduk Kong),고성희(Seonghee Kho),박길수(Gilsu Park),박광림(Gwanglim Park) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회지 Vol.17 No.1
In currently developed engine condition monitoring systems, most field engine maintenance engineers have difficulties to use them in fields due to complexity, unpractical use, lack of understanding, etc. Therefore a practical usable engine condition monitoring system must be needed. This work proposes a practical performance condition monitoring of a small turbojet engine through comparing between the on-line performance monitoring data and the initial clean performance data calculated by the base engine performance model. Moreover the proposed monitoring system checks the gas path components’ on-line health condition through comparing the component performance characteristics between the running engine represented as a deteriorated engine or a degraded engine and the base engine performance model represented as a clean engine. The proposed condition monitoring system is coded in a friendly GUI type program for easy practical application by a commercial tool, MATLAB/SIMULINK and LabVIEW.