SEMINAR

High-fidelity Flow Simulation for Turbomachinery

 

Jin Lee

(Department of Mechanical Engineering, Dong-A University)

 

Abstract

For energy conversion between thermo-fluid and mechanical energy, turbomachinery is widely used, from air purifiers, wind turbines to airplane engines. Airplane engines, in particular gas-turbine engines, are complicated systems combined with multiple turbomachinery components. Here, the performance of turbomachinery is based on fluid mechanics and thermodynamics, and durability is based on thermodynamics and solid mechanics. In order to reduce total development cost amid increasing computing resources and techniques, aero-thermal simulation and analysis are getting critical. Computational fluid dynamics (CFD) in this research field have been used to solve numerous issues related to the multi-disciplinary analysis in gas-turbine engines. Nowadays, more effort has been added to improve the fidelity of the computation by resolving turbulence. Also, machine learning helps the accuracy of the regular-fidelity simulation. Based on the background, this presentation focuses on several examples of CFD researches in the turbomachinery industry. After giving an overview of the CFD research for gas-turbine engines, (i) large-eddy simulation (LES) of compressor cascade and (ii) hybrid RANS/LES simulation for multi-stage turbine will be presented. Finally, the future of the gas turbine engine will be introduced briefly.

 

 

Bio

Jin LEE is an assistant professor at Dong-A University (DAU), Busan, South Korea. He received his Ph.D. degree from KAIST in 2014, and received the outstanding dissertation award in 2015 from the Korean Society of Mechanical Engineers (KSME). Before joining DAU, he investigated the transitional boundary layer at Johns Hopkins University as a postdoctoral fellow (2014-2017). Then, he joined Raytheon Technologies Research Center (formerly, United Technologies Research Center (UTRC)) as a research engineer, and contributed for aerodynamics and acoustics in turbo-fan engines and hypersonic missiles (2017-2021). His research area encompasses the direct numerical simulation (DNS) of complex flows to the RANS/LES simulation of the turbomachinery flow.