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경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법으로서,경사기능재료 복합재의 열적 재료 물성치를 이용하여 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 두께에 따른 온도를 산출하는 단계;로터 디스크에 의해 회전되는 상기 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 운동 변위를 산출하는 단계; 및상기 단계에서 구해진 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 운동 변위를 이용하여 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 응력을 산출하는 단계;를 포함하며,상기 로터 디스크에 의해 회전되는 상기 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 운동 변위를 산출하는 단계에서는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 인장 방향, 면내 굽힘 방향, 그리고 블레이드 단면의 자세각 방향에 대한 운동방정식이 사용되되, 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 인장강성과 인장 굽힘 연성 강성을 입력 파라미터로 하는 인장강성 운동방정식과, 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 전단강성을 입력 파라미터로 하는 면내 굽힘 방향 운동방정식 및 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 굽힘강성과 전단강성을 입력 파라미터로 하는 블레이드 단면의 자세각 방향 운동방정식을 이용하여 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 운동 변위를 산출하고,상기 로터 디스크에 의해 회전되는 상기 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 운동 변위는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 탄성 에너지 U에 의해 유도되는 것을 포함하며,상기 탄성 에너지 U는 수학식 로 산출되고, 여기서, L은 블레이드의 길이이고, A,B,D,Z 는 각각 인장 강성, 인장 굽힘 연성 강성, 굽힘 강성, 전단 강성이고, s는 블레이드의 인장 변위이고, x는 블레이드와 로터가 고정점으로부터 변형 전 임의 질점까지의 거리이고, 는 블레이드 단면의 자세각도이고, k는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 열전도도이고,상기 인장 강성 A는 수학식 로 산출되고,상기 인장 굽힘 연성 강성 B는 수학식 로 산출되고, 상기 굽힘 강성 D는 수학식 로 산출되고,상기 전단 강성 Z는 수학식 로 산출되며,여기서, 는 경사기능재료 복합재의 탄성계수이고, 는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 온도이고, n은 구배지수이고, 는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 두께방향이고, 는 푸아송 비인 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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제 1 항에 있어서,경사기능재료 복합재의 열적 재료 물성치를 이용하여 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 두께에 따른 온도를 산출하는 단계;는터빈 내부 냉각공기와 경사기능재료 복합재의 금속 표면이 맞닿는 부분에서의 대류 열전달 경계조건과,외부 터빈 입구 온도와 경사기능재료 복합재의 세라믹 표면이 맞닿는 부분에서의 대류, 복사 열전달 경계조건을 구하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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제 2 항에 있어서,상기 터빈 내부 냉각공기와 경사기능재료 복합재의 금속 표면이 맞닿는 부분에서의 대류 열전달 경계조건은,수학식 가 사용되고,상기 외부 터빈 입구 온도와 경사기능재료 복합재의 세라믹 표면이 맞닿는 부분에서의 대류, 복사 열전달 경계조건은,수학식 가 사용되며,여기서, 는 경사기능재료 복합재의 열전도도이고, ,는 각각 내부 대류 열전달 계수와 외부 대류 열전달 계수이고, ,는 각각 블레이드 내부 표면온도와 블레이드 외부 표면온도이고, ,는 각각 터빈 입구온도와 냉각공기 온도이이며, 는 블레이드의 온도이고, 는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 두께방향이고, 은 복사 방사율이고, 는 슈테판-볼츠만 상수인 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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제 3 항에 있어서,상기 경사기능재료 복합재의 열전도도는,수학식, 가 사용되며, 여기서, 는 세라믹의 부피분율이고, ,는 각각 금속과 세라믹의 열전도도이고, 는 열 저항 인자이고,상기 열 저항 인자 는, 수학식 로 산출되며,여기서, 는 Kapitza radius 이고, 는 세라믹 입자 크기인 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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제 1 항에 있어서,상기 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 응력을 산출하는 단계는,수학식 가 사용되며,여기서, 는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드에 발생하는 응력이고, S는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 단면적이고, A는 인장 강성이고, x는 블레이드와 로터가 고정점으로부터 변형 전 임의 질점까지의 거리이고, ,은 모드 함수이고, ,는 일반좌표이고, ,는 일반좌표의 개수인 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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제 1 항에 있어서,상기 로터 디스크의 운전 회전속도 은,수학식, 가 사용되며,여기서, 는 정상 상태 회전 각속도이고, 는 정상 상태 회전 각속도까지 도달하는 시간인 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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제 1 항에 있어서,상기 경사기능재료 복합재의 세라믹 재료는이고, 상기 경사기능재료 복합재의 금속 재료는 SUS304 인 것을 특징으로 하는 컴퓨터가 수행하는 경사기능재료 가스 터빈 블레이드의 설계 방법
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