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요약문
ABSTRACT
목차
I. 서론 13
II. 유동해석 방법 16
1. 지배방정식 (Governing Equation) 16
2. 난류모델 (Turbulence Model) 17
3. 수치해석 20
4. 경계조건 (Boundary Condition) 21
5. 격자생성 (Grid Generation) 22
III. 최적설계 기법 23
1. 반응면 기법 (Response Surface Method) 23
1.1 반응면의 생성 23
1.2 최소자승법 (Least Square Method) 25
1.3 ANOVA와 회귀분석 (ANOVA and Regression Analysis) 27
2. 수치실험점의 결정 (Design of Experiment Theory) 29
2.1 완전 계승법 (Full Factorial Method) 29
2.2 중점 혼합법 (Central-Composite Design Method) 29
2.3 D-최적화 기법 (D-Optimal Method) 30
3. 목적함수 및 설계변수 31
IV. 결과 및 검토 33
1. 유동해석의 정확성 검증 33
2. 최적설계 33
3. 유동특성 36
V. 결론 62
참고문헌 63
Table 1. Design variables and design space 60
Table 2. Results of ANOVA and regression analysis 60
Table 3. Results of optimization fo r=0.07 61
Fig. 1 Schematic of internal method for a multi-pass gas turbine blade from Han et al 37
Fig. 2 Schematic of external cooling method for a gas turbine blade from Kiml et al 38
Fig. 3 Flowchart of calculation with periodic conditions 39
Fig. 4 Example of grid system (H/D=0.15, Pi/H=5.0 and α=30°) 40
Fig. 5 A 33 full fractional experimental design (27 points) 41
Fig. 6 A three variable central composite experimental design (15 points) 42
Fig. 7 A three variable D-optimal experimental design (11 points) 43
Fig. 8 Geometric parameters and computational domain 44
Fig. 9 Grid dependency test 45
Fig. 10 Validation of computed local nusselt number 46
Fig. 11 Sensitivity analysis of objective function for optimal shape (β=0.07) 47
Fig. 12 Sensitivity analysis of heat transfer related component of objective function for optmal shape (β=0.07) 48
Fig. 13 Sensitivity analysis of friction factor related component of objective function for optimal shape (β=0.07) 49
Fig. 14 Nusselt number contours for optimal shape (β=0.07) 50
Fig. 15 Nusselt number contours for reference shape 51
Fig. 16 Nusselt number contours for optimal shape (=0.07, Z/D=0.05) 52
Fig. 17 Nusselt number contours for optimal shape (=0.07, Z/D=-0.05) 53
Fig. 18 Velocity vectors of optimal shape at x-z planes for =0.07, y/B=0.4 54
Fig. 19 Velocity vectors of optimal shape at x-z planes for =0.07, y/B=0.0 55
Fig. 20 Velocity vectors of optimal shape at x-z planes for =0.07, y/B=-0.4 56
Fig. 21 Velocity vectors of optimal shape at y-z planes for =0.07 58
Fig. 22 Variation of optimal values of design variables 59
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