Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A (대한기계학회논문집A)

The Korean Society of Mechanical Engineers (대한기계학회)
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Development of RecurDyn Module for Wind Turbine Analysis Applying BEM Theory

BEM 이론을 적용한 풍력발전기 해석용 RecurDyn 모듈 개발

  • Lim, Dae Guen (Dept. of Mechanical Engineering, Pusan Nat'l Univ.) ;
  • Yoo, Wan Suk (Dept. of Mechanical Engineering, Pusan Nat'l Univ.)
  • Received : 2013.07.16
  • Accepted : 2013.12.11
  • Published : 2014.02.01
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Abstract

In this study, a module is developed for modeling and analyzing dynamic behavior of a wind turbine using RecurDyn, which is a commercial multi-body dynamics software developed by FunctionBay, Inc. The wind turbine consists of tower, nacelle, hub and blades. Tower and blades are regarded as flexible bodies for considering elastic effect using beam theory and spring force. In this paper, a constant speed wind was assumed and aerodynamic force is modeled using BEM theory. Dynamic analysis applying this aerodynamic force is carried out. To verify the validity of analysis results, these results are compared to those of GH-Bladed which is a commercial software for analyzing wind turbine system distributed by Garrad Hassan.

본 연구에서는 다물체 동역학 해석 소프트웨어인 RecurDyn 을 이용하여 풍력 발전기를 쉽게 모델링하고 동적 거동 해석을 수행할 수 있는 기법을 개발하였다. 풍력 발전기는 타워, 너셀, 허브, 그리고 블레이드로 구성되어 있다. 타워와 블레이드는 탄성체로 가정하였고 탄성효과를 고려하기 위하여 탄성체 이론을 이용하여 모델링 하였다. 바람의 속도는 일정하다고 가정하였고 날개 요소 운동량 이론을 이용하여 공력하중을 모델링 하였다. 이를 통해 계산된 공력을 풍력 발전기에 적용시키고 동적 거동 해석을 수행하였다. 해석의 타당성을 검증하기 위하여 풍력 발전 시스템 상용 소프트웨어인 GH-Bladed를 이용한 해석결과와 비교하였다.

Keywords

References

  1. Oh, J., Bae, D., Cho, H., Rim, C. and Song, J., 2012, "Development of Sea Wind Turbine System Structure Analysis Method by Using Multi-Body Dynamics," Conference of KSAE, pp.1120-1123.
  2. Jonkman, J., Butterfield, S., Musial, W. and Scott, S., 2009, "Definition of a 5-MW Reference Wind Turbine for Offshore System Development," NREL/TP-500-38060, National Renewable Energy Laboratory.
  3. Park, K.-P., Cha, J.-H., Ku, N., Jo, A. and Lee, K.-Y., 2012, "Structural Analysis of Floating Offshore Wind Turbine Tower based on Flexible Multibody Dynamics," Trans. Korean Soc. Mech. Eng. A, Vol. 36, No. 12, pp.1489-1495. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2012.36.12.1489
  4. FunctionBay, 2012, "RecurDyn v8.1 Help."
  5. Burton, T., Sharpe, D., Jenkins, N., Bossanyi, E., 2001, Wind Energy Handbook, Wiley, pp.41-92.
  6. Hassan, G., 2003, "GH Bladed User Manual."