• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권1호
• /
• pp.94-100
• /
• 2012

본 연구는 벽면 근처에 놓인 정방형주의 모서리에 수직 분할판을 부착하여 유체력 제어 효과를 양항력 측정실험 및 PIV에 의한 가시화 실험으로 조사한 것이다. 분할판의 폭은 정방형주 폭의 10% 로 했다. 실험변수로서는 수직 분할판의 부착 위치 및 벽면과 사각주 사이의 간격으로 하였다. 정방형주 중심에서 후류방향으로 3.0B(B: 정방형주 한 변 길이) 떨어진 곳에서 와도의 변화가 가장 명확했다. 수직 분할판의 위치 및 유무와 관계없이 간격비 0.4~0.6에서 평균양력계수 및 Strouhal 수의 변곡점이 나타났다. 정방형주 윗면의 뒷 모서리에 수직 분할판을 설치한 경우 항력이 감소하였으며 각 간격비 평균 5.0%의 항력 저감 효과를 얻었다. 정방형주 윗면 박리영역의 크기는 앞쪽 모서리에 수직 분할판을 설치한 경우가 가장 컸고, 원형의 정방형주, 뒷쪽 모서리에 수직 분할판을 설치한 순서로 작았으며, 평균항력계수는 이 박리영역의 크기에 비례했다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권3호
• /
• pp.198-204
• /
• 2016

본 연구는 상류측에 작은 수직평판를 가진 원주의 유동장 특성을 양 항력측정 실험과 PIV를 이용한 가시화 실험으로 파악한 것이다. 실험 파라메터는 원주의 직경에 대한 수직평판의 폭비(H/B = 0.2~0.6) 및 원주의 앞면 중심에서부터 수직평판까지의 거리(G/B = 0~3)로 했다. 수직평판의 폭비를 고정시킨 경우 원주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 또한 같은 간격비에서는 수직평판의 폭비가 클수록 원주의 항력감소율이 컸다. 원주의 Strouhal 수는 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 수직평판을 설치한 경우 원주 상류측과 하류측에 정체영역이 나타났으며, 그 크기는 상류측은 수직평판의 폭비가 클수록 증가하는데 비해, 하류측은 거의 일정했다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제38권7호
• /
• pp.900-908
• /
• 2014

본 연구는 상류측에 작은 수직평판을 가진 정방형주의 유동장 특성을 양 항력측정 실험과 PIV를 이용한 가시화 실험으로 파악한 것이다. 실험파라메터는 정방형주 한 변의 길이에 대한 수직평판의 폭비(H/B=0.2~0.6) 및 정방형주 전면에서부터 수직평판까지의 거리 (G/B=0~3) 로 했다. 수직평판의 폭비를 고정시킨 경우 정방형주의 항력감소율은 간격비가 증가할수록 증가하다 감소하는 특성을 보였다. 또한 같은 간격비에서는 수직평판의 폭비가 클수록 정방형주의 항력감소율이 컸다. 정방형주의 양력감소율은 수직평판의 폭비 및 간격비에 거의 영향을 받지 않았으며, 양력감소율의 평균치는 48.1% 정도였다. 수직평판을 설치한 경우 정방형주 상류측과 하류측에 정체영역이 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권11호
• /
• pp.1331-1337
• /
• 2013

본 논문에서는 반응표면법을 이용하여 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드의 구조 최적설계를 수행하였다. 선행연구의 구조해석 결과를 살펴보면 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드가 항복강도 이상의 응력이 발생하였으므로, 구조적 안전성을 확보하고자 최적화 기법을 적용한 구조설계를 재수행하였다. 이를 위해 먼저 블레이드에 발생하는 응력에 큰 영향을 주는 설계인자를 선정하였다. 이에 실험계획법 기반 반응표면법을 적용하였다. 목적함수 및 제한조건은 각각 중량 및 허용응력으로 설정하였다. 또한 중량 및 응력에 대한 설계인자의 영향을 평가하기 위한 민감도 해석을 수행하였다. 이러한 과정을 통해 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.64.2-64.2
• /
• 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.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제3회(2014년)
• /
• pp.637-642
• /
• 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.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
• /
• pp.44-44
• /
• 2003

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제4회(2015년)
• /
• pp.623-626
• /
• 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
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.400-403
• /
• 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.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
• /
• pp.265-270
• /
• 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.