• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.107-113
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• 2017

The dynamic characteristics including natural frequencies and excitation frequencies are evaluated for a small 10 kW vertical axis wind turbine. Acceleration responses were measured at 12 distributed locations for impact vibration tests, ambient vibration tests during non-operational and operational conditions, and braking tests during operational condition. The natural frequencies for the lowest 2 bending modes and the first torsional mode were estimated and also the excitation frequencies, i.e. 1P, 2P, 4P, were also estimated according to the rotational speed using the responses under operational conditions (i.e. power generation condition).

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권8호
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• pp.877-884
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• 2006

The objective of this study is to investigate the aerodynamic characteristics of a vertical axis wind turbine blade as the basic study of a design of a vertical axis wind turbine. The lift and drag coefficients of the various shape of the vortical axis wind turbine blades are analyzed and compared using the CFD code Fluent. To validate the numerical analysis, the predicted results of the Fluent are compared with those of the Xfoil code and the experimental results. We conclude that the program Fluent can be used to predict the aerodynamics of the wind turbine blade. By comparing the predicted results of the aerodynamic characteristics of the different shape of the blades, an appropriate shape of the blade is suggested to design the vortical axis wind turbine blade.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.493-493
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• 2009

Recently, small vertical axis wind turbine attracts attention because of its clean, renewable and abundant energy resources to develop. Therefore, a cross-flow type wind turbine is proposed for small wind turbine development in this study because the turbine has relatively simple structure and high possibility of applying to small wind turbine. The purpose of this study is to investigate the effect of the turbine‘s structural configuration on the performance and internal flow characteristics of the cross-flow turbine model using CFD analysis. The results show that guide nozzle should be adopted to improve the performance of the turbine. Optimization of the nozzle shape will be key-importance for the high performance of the turbine.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권2호
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• pp.85-91
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• 2017

본 연구에서는 NREL 5 MW 해상풍력터빈 모형의 후류 유동장 분석을 위해 1/86 축소모형을 사용한 실험적 연구를 수행하였다. 정격출력 속도 11.4 m/s와 회전수 1,045 rpm 조건에서 열선풍속계를 사용하여 반경의 6배까지 후류에서 속도 결핍 및 난류도 변화를 측정하는 풍동시험을 수행하였다. 그 결과 풍력터빈의 후류에서의 속도결핍은 횡방향과 수직 방향으로는 반경의 2배 이내에서 회복됨을 볼 수 있었으며, 끝단 와류에 의한 영향은 반경의 5배 이후에는 나타나지 않음을 볼 수 있었다. 또한, 후류의 난류도는 블레이드 끝단 부근에서 크게 나타나며 길이방향으로 반경 거리까지는 급격한 감소가 일어나지만 이 이후부터 반경의 6배까지 유지되었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.17-24
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• 2007

This paper presents the design procedure of a vertical wind turbine named jet-wheel-turbo turbine and the numerical and experimental verifications. The design parameters such as the rotor inlet angle, the diameter-to-hub ratio, the inlet guide outlet angle and the solidity were optimized to maximize the energy transfer, and to further increase the turbine efficiency by applying the side guide vane and the side opening to the rotor. The maximum power coefficient of 0.59, which is much higher than the ever-designed three-bladed horizontal turbines, was experimentally obtained when the optimal inlet- and side-guide vanes were installed and both sides of the rotor were 80% opened. The maximum power coefficients occur at the tip speed ratio ranging between 0.6 and 0.7. This vertical-axis turbine model can be applied to the large-scale power generation system with the speed and torque control algorithm for the specified wind characteristics.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.81-89
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• 2012

범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈(HAWT)은 블레이드가 장착된 터빈이 회전부인 너셀에 고정되어 타워의 최상단에 지지되는 구조이다. 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다. 발전기에서 생산되는 전력은 타워를 통해서 지상과 송전선으로 연결되므로 너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 슬립링이나 추가적인 요잉 제어 알고리즘이 필요한 단점이 있다. 제안하는 새로운 구조의 HAWT는 베벨기어와 중공축을 이용하여 송전선 문제를 해결하였다. 또한, 병렬로 접속된 두개의 발전기를 이용하여 요잉이 용이할 뿐 아니라 생산 전력을 분산시킴으로써 인버터의 용량을 줄일 수 있다. MPPT 알고리즘과 요잉 제어를 수행하는 시뮬레이션을 통해서 제안하는 구조가 풍력 발전에 효과적임을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.580-588
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• 2009

This paper summarizes the experimentally-measured performance of small-scale, vertical-axis wind turbine for the purpose of improving the aerodynamic efficiency and its controllability. The turbine is designed to have a Savonius-Type rotor with an inlet guide-vane and an side guide-vane so that it achieves a higher efficiency than any lift- or drag-based turbines. The main design factors for this high-efficient, vertical wind turbine are the number of blades (Z), and the aspect ratio of Height/Diameter (H/D) among many. The basic model has the diameter of 580mm, the height of 464mm, and the blade number of 10. The maximum power coefficient of 0.50 was experimentally measured for the above-mentioned specifications. The inlet-guide vane ensures the maximum efficiency when the angle of attack to the rotor blade lies between $15^{\circ}$ and $20^{\circ}$. This experimental results for the vertical-axis wind turbine can be applied to the preliminary design of turbine output curve based on the wind characteristics at the proposed site by controlling its aerodynamic performance given as a priori.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.179.2-179.2
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• 2010

In this study, we have constructed the method of design about H-Darrieus wind turbine, a kind of VAWT(vertical axis wind turbine). The NACA 0012 airfoil is chosen for the blade, and DMS(double multiple streamtube) theory is used for the analysis. The flow field is computed with numerical solution of rotating Navier-Stokes equations. From the result of experimental data of power coefficient curves, the validity of the present research is checked. Through the non-dimensional parameter analysis for the wind turbine design, we estimated the efficiency of wind turbine with the resultant Cp's, with which an efficient design of VAWT is achieved, and aerodynamic characteristics are presented systematically.

• 한국해양공학회지
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• 제25권3호
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• pp.85-89
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• 2011

This study aimed to develop a wind turbine system for the domestic wind environments. The Taguchi method was applied to obtain the optimal design for a wind turbine with a wind-shield. The design parameters were defined to look for the shape of the wind turbine. Optimal parameters were determined on the basis of the analyzed level averages of the characteristics. According to the test results to which the optimal parameters were applied, the rpm improved. It was also found that a windshield 3/4 the size contributes to improving the efficiency of existing turbines.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.147-154
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• 2024

본 연구는 기존 풍력 터빈의 한계와 문제점을 극복하기 위해 블레이드리스 풍력 발전을 위한 선형 발전기의 모델링 및 해석에 중점을 두고 있다. 블레이드리스 풍력 발전 시스템은 블레이드 풍력 발전 터빈에 비해 설치 및 유지관리에 필요한 토지 요구량이 낮다는 장점이 있다. 그러나 블레이드리스 풍력 발전을 위한 발전기에 관한 종합적인 연구는 아직까지 부족한 실정이다. 특히, 발전기의 토플로지에 관한 질문의 답변이 만족스럽지 않다. 연구의 목표는 원통형 블레이드리스 풍력발전기의 수평 및 수직 구조에 대해 비교 분석하는 것이다. 제안된 토플로지는 자기력을 이용해 2차원 등가 자기회로 네트워크 방식으로 해석한 후 유한요소법으로 비교 평가하였다. 최종적으로, 본 연구의 결과는 풍력 발전 시스템을 위한 새로운 발전기 구조에 대한 상세한 정보와 블레이드리스 풍력 발전 특성에 대한 통찰을 제공할 것이다.