• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.1
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• pp.94-100
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• 2012

The passive control by vertical splitter plate of fluid force acting on a square prism near a plane wall was studied by measuring of fluid force on the prism and by visualization of the flow field using PIV. The hight of the splitter plate was 10% of the square width. The experimental parameters were the attaching position of vertical splitter plate and the space ratios G/B to the prism height. Time variation of vorticity was most remarkable at 3.0B(B: prism height) position toward wake direction from the center of the prism. The point of inflection of average lift coefficient and Strouhal number on the prism were represented at the space ratio G/B=0.4~0.6 for the prism having vertical splitter plate. The drag of the prism was reduced average 5.0% with the space ratios by attaching the vertical splitter plate at the upper and rear corner on the prism. In this case, the size of the separated region on the upside of the prism was smaller than that of prism having no the splitter plate.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.40 no.3
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• pp.198-204
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• 2016

The characteristics of the flow field of a circular cylinder having a small vertical plate at the upstream side are investigated by measuring the fluid force on the circular cylinder and by visualizing the flow field using particle image velocimetry. The experimental parameters are the width ratios (H/B = 0.2-0.6) of the vertical plates to the circular cylinder's diameter, and the gap ratios (G/B = 0-3) between the circular cylinder and the vertical plate. The drag reduction rate and Strouhal number of the circular cylinder increased and then decreased with G/B in the case of the same H/B. The drag reduction rate increased with H/B in the case of the same G/B. In the case of a circular cylinder having a small vertical plate, the stagnation regions are represented on the upstream and downstream sides of the circular cylinder, and the size of that region on the upstream side increased with H/B.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.7
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• pp.900-908
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• 2014

The Characteristics of the flowfields of a square prism having a small vertical plate at the upstream side was investigated by measuring of fluid force on the square prism and by visualization of the flow fields using PIV. The experimental parameters were the width ratios(H/B=0.2~0.6) of vertical plates to the prism width and the gap ratios (G/B=0~3) between the prism and the vertical plate. The drag reduction rate of the square prism was increased with H/B in case of the same G/B, and was increased and then decreased with G/B in case of the same H/B. The lift reduction rate of the square prism was hardly not affected by the width and gaps ratios, the average value was about 48.1%. In case of a square prism having a small vertical plate, the stagnation regions were represented in the upstream and downstream sides of the square prism.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.11
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• pp.1331-1337
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• 2013

This study deals with the structural optimization of hybrid vertical-axis wind turbine blades using a response surface method (RSM). The structural analysis results suggest that the stress of hybrid vertical-axis wind turbine blades exceeds the yield strength. Optimization techniques are then applied to structural design to ensure a safe structure. First, the design factors that strongly influence the structural response are identified. The RSM was applied based on the design of experiments. The objective function and constraint terms set the weight and allowable stress, respectively. Furthermore, sensitivity analysis was conducted to indicate the effects of the design factors on the stress and weight. Finally, structural design was performed for the hybrid vertical-axis wind turbine blade.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.64.2-64.2
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• 2011

해상용(offshore) 부이(bouy)는 선박의 항로를 지시하거나 암초, 침몰선 등 항해상의 위험물을 알리기 위해 사용 되며, 야간을 위해 등화장치를 설치한 것을 등부표라 한다. 등부표는 야간 점등을 위해 자체 전력 생산시스템을 갖추고 있으나, 기존의 태양광을 이용한 전력 시스템은 해상 환경에 따른 제약이 많아 안정적인 운영이 어려우므로 풍력 발전기(wind turbine)를 이용한 하이브리드 전력 생산시스템으로의 전환이 필요한 실정이다. 선행 연구는 수직축(vertical axis) 양력(lift) 및 항력(drag) 조합형 해상용 풍력발전기 개발에 대하여 수행하였으나, 본 논문에서는 풍력발전기의 효율 증대를 위해 날개 길이 및 후면부 절개 비율에 따른 수직축 풍력발전기 특성에 대하여 연구하였다. 풍력발전기의 설치조건은 선행연구와 동일하게 등명구 교체 작업을 원활하게 하기 위하여 설치 공간을 $1m{\times}1m$로 제한하였으며, 등부표의 구조를 고려하여 최상단에 지지 프레임을 별도로 구성 하였다. 풍력발전기의 블레이드는 0.6mm의 알루미늄 박판을 절곡하여 NACA 4418의 외형을 가지도록 제작하였고, 블레이드 설계 시 에어포일의 후면부를 절개하여 양력과 항력을 효과적으로 이용하며 저속과 고속에서 높은 효율을 가지도록 설계하였다. 또한 블레이드 날개 길이와 후면부 절개 비율에 따른 풍력발전기 특성을 실험을 통해 비교하여 기준 해상 풍속에서 블레이드 설계 최적화를 수행하였으며 비교 모델 대비 약32% 발전량이 증가한 설계변수 조합을 구하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.637-642
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• 2014

선행 연구에서 블레이드 뒷전에 탄성 플랩이 장착되면 받음각에 따라 양력의 증가가 항력의 증가보다 상대적으로 더 커지게 되어 전체적인 양항비(앙력과 항력의 비)가 증가하는 것을 확인하였다. 본 논문에서는 선행의 연구를 참조하여 플랩의 길이가 변함에 따라서 양력과 항력의 변화를 비교하였다. 블레이드의 종류와 플랩의 제원은 현재 이용되는 수직축 풍력 발전기의 제품과 동일하게 사용하였다. EDISON_CFD와 MIDAS_IT를 이용하여 플랩이 장착된 블레이드 주변의 유체 유동을 해석하고, 플랩의 상하변위를 계산하였다. 이 과정을 반복 수행하여 플랩의 거동을 분석하고 플랩의 길이와 받음각에 따른 양항비를 비교하여 이전보다 효율적인 플랩을 설계하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.44-44
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• 2003

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.623-626
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• 2015

본 연구에서는 CFD 해석 프로그램 EDISON_CFD를 통하여 2차 세계 대전에 소련에서 제작한 복엽기 AN-2의 기체를 기본 모델로 하여 설제 기체에 사용된 TSAGI P-II-14 airfoil를 이용, 기본 모델의 상단 주익과 미익은 고정하고 하단 주 날개의 위치를 변화시켜 공력특성을 분석하였다. 익형의 평행배치의 경우 기본모델에 비해 양력은 적은 크기로 증가하나 항력이 급격히 증가하여 가장 양항비가 낮은 비효율적인 공력 해석 결과를 보였고 복염기 하단 주익의 돌출은 상단 주익의 돌출에 비해 미세한 양력 감소와 항력 증가를 보여 양항비가 감소하는 현상을 보였다. 상, 하단 주익의 상하 간격이 커질수록 양력은 중가, 항력은 감소하며 간격이 작아질수록 양력의 감소와 항력의 증가를 보였다. 본 연구 해석 결과에 따라 순항조건에서의 익형은 상,하 주익간 수직 간격을 넓게 배치하는 것이 가장 효율적으로 볼 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.400-403
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• 2007

소형 풍력터빈 설계 시 고려해야 할 익형의 선택, 익형의 붙임각 및 Solidity 등이 터빈의 성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 한 개의 익형에 대한 공력계수를 이용하여 수학적 모델링을 통하여 최적 붙임각을 예측하여 경향을 파악하였다. 받음각에 따른 익형의 공력특성을 CFD 기법으로 파악한 후 5개의 Blade를 갖는 Turbine의 성능을 익형의 붙임각에 따라 파악하여 최대 성능을 갖는 붙임각을 최종 산출하였다. 익형 선정시 받음각에 대한 양력/항력 곡선을 이동시키는 캠버 익형의 기능보다는 항력 대양력의 비(L/D) 가 최대인 익형을 선정하는 것이 더욱 중요하며, Blade수가 적을수록 Torque의 양은 증가하고 Blade가 6이상이변 효율이 급격히 감소함을 알 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1994.10a
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• pp.265-270
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• 1994

본 연구에서는 케비테이션 터널에서의 경사진 원형실린더의 유동유기진동시험을 통하여 경사각에 따른 유동유기진동 특성규명과 아울러 유체력 계수들의 실험적 산정을 시도하였으며 도출된 주요한 결론은 다음과 같다. 경사각이 20.deg. 이상되면 마찰저항력에 비해 수직항력이 지배적이 되며, 이때 수직항력계수는 여러 관찰자에 의해 관측된 범위의 값(1.7-2.0)을 갖는다. 또한, 양력계수 $C_{L,rms}$은 유속범위 4$_{n}$D<8의 범위에서 lock-in 현상에 의해 큰 값을 갖게 되며, 경사각이 커질수록 큰 값을 갖는다. 경사각이 30.deg.인 경우 최대값은 약 0.9, 20.deg.인 경우 0.4로 계측되었다.