• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권2호
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• pp.151-158
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• 2016

조류발전단지는 유망한 해역에 터빈을 복수로 다배열하여 발전하는 시스템을 말한다. 이러한 단지는 각 터빈이 최대 효율로 작동하고, 최대 발전량을 얻을 수 있도록 설계되어야 하는데, 이를 위해서는 터빈 사이의 간섭으로 인한 성능 저하가 발생하지 않도록 터빈은 일정 거리를 두고 배치되어야 한다. 수평축 터빈의 경우 EMEC(European Marine Energy Centre)에서 배치거리를 제안하고 있으나, 수직축 터빈은 그러한 규정이 제안된 바 없다. 여러 연구 결과들에 따르면 수직축 터빈이 인접할 경우 성능의 향상까지 도모될 수 있으므로, 그 배치는 수평축 터빈보다 더욱 중요하게 검토될 필요가 있다. 본 논문에서는 수직축 터빈에 대하여 수평축 터빈과 같이 일정 거리를 두고 배치하는 것과 터빈을 인접하도록 배치하는 것과의 차이를 조사하였다. 이를 위해 두 터빈간의 거리와 회전방향을 파라메터로 하여 그에 따른 성능 차이를 수치해석적으로 연구하였고, 그 이유를 파악하고자 하였다. 본 연구를 통하여 가장 적절한 수치해석 영역과 조건을 설정할 수 있었으며, 인접한 두 터빈이 각각 반시계-시계방향으로 회전하는 것이 단독 터빈 2기 대비 약 9.2%의 성능향상이 예측되었다. 터빈이 대각으로 배치된 경우는 최대 약 5.6%정도 성능이 향상됨을 확인하였다. 본 연구는 수직축 터빈을 이용한 조류발전단지를 설계시 유용한 정보가 될 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.99-105
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• 2002

본 연구에서는 정익과 동익간의 축방향 간격을 달리하여 축류형 터빈에서의 성능시험을 수행하였다. 실험에 사용된 터빈은 저압저속터빈으로써 평균반경에서 반동도가 0.373이며 축류형 3차원 단단터빈이다. 터빈의 평균반경 직경은 257.56mm이며 평균반경에서 동익의 익현은 28.2mm이다. 성능시험을 위한 공기력 입력장치로는 풍동이 사용되었으며 풍동의 터보블로워 동력은 30kW로써 290mmAq의 정압력에서 $340m^3$/min의 공기량을 보낼 수 있다. 터빈에서의 회전수 및 출력은 터빈 축에 직결식으로 연결된 다이나모메터에서 제어되었다. 실험에서 축방향 간격조정은 평균반경에서의 정익 축방향 익현의 1/4에서 3배까지 변경하여 총 9개의 성능시험을 수행하였다. 같은 무차원 유량과 RPM에서 축방향의 간격에 따른 효율의 변화는 최대 8%이내지만 최고효율을 얻게되는 축방향 간격은 1.6-1.9Cx 였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.250-251
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• 2010

본 연구는 수평축(horizontal axis) 풍력 터빈에 의해서 수직축 발전기를 운전하는 구조 및 그 운전 방식에 관한 것으로서 바람에 의해 수평축 터빈 로터로 입력된 회전력을 기계적으로 두 개의 수직축 회전 성분으로 변환하여 이들로부터 전기 에너지를 얻어내고 필요에 따라 터빈 날개가 바람이 부는 방향을 향하도록 yaw-axis 제어를 하는 기술에 관한 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.160-163
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• 2010

부분흡입형 초음속 터빈의 노즐과 1단 로터 사이의 축방향 간극이 터빈의 단 성능과 유동장에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 터빈에 대한 3차원 유동해석을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 상용 유동해석 프로그램 $FLUENT^{TM}$를 사용하였으며 다섯 가지 경우의 축간극에 대해 계산을 하였다. 노즐-로터 축간극이 팁 누설 유량의 증가와 로터 출구의 유동각에 영향을 주는 것을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.78-84
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• 2013

이 논문은 수직축 헬리컬 풍력터빈을 이용한 360 W급 풍력터빈나무(wind turbine tree)를 개발하는데 목적이 있다. 설계를 수행한 100 W 급 헬리컬 풍력터빈을 공력해석을 통해 성능을 예측하였다. 풍력터빈 1개의 성능 분석을 한 후 하나의 풍력단지와 같이 하나의 풍력터빈 나무에 4개의 풍력터빈을 설치하여 유동해석 시 출력의 변화를 확인하였다. 본 연구의 결과로부터 수직축 헬리컬 풍력터빈 나무의 결과를 속도분포와 압력분포로 도출하였고, 수치해석으로부터 정격출력 360 W 이상을 확보할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2008

실매질 시험용 30톤급 터보펌프 터빈의 성능시험을 수행하였다. 날카로운 익단의 동익과 원호 익단의 동익을 가진 두 종류의 터빈로터에 대한 성능시험을 수행하였으며 아울러 다양한 압력비와 회전수에 따른 터빈 축추력의 변화를 동시에 측정하였다. 시험결과, 날카로운 익단의 터빈로터가 원호익단을 가진 터빈로터에 비해 설계 상사점에서 약 1% 높은 효율을 나타내는 것으로 측정되었다. 터빈 축추력은 회전수에 따라 선형적으로 변화하며 터빈 압력비에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권3호
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• pp.29-38
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• 2015

본 연구에서는 초음속 충동형 터빈의 노즐과 1단 로터 사이 축 간극 거리를 달리하며 3차원 비정상 유동해석을 수행하고 초음속 터빈의 성능 특성을 분석하였다. 계산결과는 기존의 초음속 터빈 효율 경향과 잘 일치하였으며 특정 축 간극 구간에서 효율의 급격한 감소를 보이고 그 이후에는 큰 변화가 없는 구간이 존재함을 확인하였다. 로터 앞전에서 발생하는 충격파의 영향이 노즐 끝단에 전달이 되는 정도에 따라 터빈 내의 여러 성능 특성이 달라짐을 살펴보았고 터빈 스팬 별 손실 특성에서 축 간극이 커질수록 허브 영역에서의 손실이 증가하고 미드스팬 이상의 영역에서 손실이 감소함을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.11-11
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• 1998

다목적으로 활용할 수 있는 터보축 엔진의 개발을 위한 정상상태 및 동적모사 프로그램을 개발하였다. 개발비, 개발시간, 개발위험도의 절감을 위해 가스발생기 부분은 성능이 잘 알려진 기존의 터보제트 엔진을 활용하였으며 약 3000hr 이상의 수명을 확보하기 위해 터빈재질을 교체하고, Larson-Miller 곡선을 이용하여 최대회전속도와 최대 터빈 입구온도를 각각 35000 RPM과 1140 K의 결정하였다 추가되는 동력터빈의 구성품 성능선도는 압축기 터빈 성능선도를 축척하여 사용하였다. 정상상태 성능해석에는 유량 및 일평형 방정식을 이용하였으며, 동력터빈이 각각 73%, 80%, 90%, 100% RPM일 때 가스발생기를 75%(24500 RPM)에서 100%(35000 RPM)까지 5% 간격으로 나누어 계산을 수행하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.195-200
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• 2020

본 연구에서는 8개의 터빈 날개면들이 각각 추진축상에서 45°, 40°, 35°의 각도로 기울어져 있는 Model 1, 2 및 3인 3가지 Model의 유체클러치 터빈 날개 형상에 대한 유동 해석들을 수행하였다. 터빈 날개면이 추진축상에서 각도가 크게 기울어질수록 터빈 날개의 뒷면 이후에서의 흐름에서 Model들 중에서 가장 유동 압력을 크게 받고 있음을 알 수 있다. 반면에 터빈 날개면이 추진축상에서 각도가 작게 기울어질수록 유동 속도가 작게 된다. 터빈 날개면이 추진축상에서 각도가 작게 기울어질수록, 즉 유체의 흐름과 수직에 가까운 날개 형상이 효율적으로 유체클러치에 동력을 연결하고 차단하는데 있어서 적합함을 알 수 있다. 유체클러치 터빈 날개 유형별 유동해석을 적용함으로서 본 논문에서의 연구 결과는 미적인 설계를 적용할 수 있는 융합 연구자료로서 유리하다고 여겨진다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.677-681
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• 2011

수직축 및 수평축 풍력터빈의 특성 및 공력성능예측 방법에 대해 고찰하였다. Darrieus형 수직축 풍력터빈은 블레이드에 유입되는 바람의 속도 및 받음각의 변화가 매우 심해 Dynamic Stall 현상이 발생하고 앞면에서 발생한 Wake가 후면 블레이드의 공력특성에 영향을 준다. 수평축은 BEMT를 활용하여 형상설계 및 성능예측이 가능하고 전산해석 및 풍동시험을 통해 공력성능예측이 수행되고 있다.