• 열병합발전
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• s.71
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• pp.3-9
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• 2009

최근 국내 발전분야 최고 관심사는 직렬형 축을 가지는 1000MW 이상의 대용량 고효율 증기터빈 개발 및 운영이다. 발전 산업계 요구를 충족시키기 위하여 터빈 설계사들은 새로운 대용량의 저압터빈 실린더 모듈을 개발하고 있는데 개발된 모듈의 특징은 진보된 유체역학과 구조적 분석 기술을 결합하고 기존 합금강 재질 최종단 익에 작용하는 응력한계 길이인 1000mm 이상 길이의 최종단 날개를 개발하는 것이다. 본 논고에서는 Alsthom사에서 새롭게 개발된 최종단 익(翼)의 공역학 및 기계적 특성 설계 개발내용과 실증시험 결과를 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.182.1-182.1
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• 2010

현재 전 세계적으로 가장 널리 개발하고 보급되어지고 있는 풍력산업의 시장 규모는 매년 확대되고 있다. 특히 소형 풍력발전 시스템은 낙도 등의 전력 공급이 어려운 지역에 경제성 있는 전력 보급을 가능하게 한다. 국내의 미전화 지역과 일반 가정에서 풍력 에너지 자원을 적극 활용 개발하기 위해서 보다 우수한 성능의 풍력발전기용 블레이드를 설계하고자, 공기역학적인 최적설계에 대해 연구함으로써 추후 보급형 풍력발전 시스템의 개발에 필요한 설계 기술을 확립하고자한다. 본 연구는 설계된 블레이드의 유동해석 및 성능예측을 위하여 경제적으로 많은 지원이 필요한 대규모 풍동실험이 아닌 상용 CFD를 사용하여 보다 효율적으로 우수한 성능을 가지는 풍력 터빈을 설계함에 있다. Reynolds Averaged Navier-Stokes 방정식에 기반을 둔 CFD의 경우 이론적으로 명확한 해석이 가능하고, 실제 터빈의 운전 환경과 동일한 다양한 물리적 변수를 입력 데이터로서 활용할 수 있는 장점이 있기 때문에 풍력 터빈의 설계 과정에서 반영된 미소한 블레이드 형상변화 및 운전 조건의 변화에 따른 유동장의 변화 및 풍력터빈 성능을 정확히 예측할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2007.12a
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• pp.123-124
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• 2007

파력발전은 파랑에너지를 이용하여 유용한 에너지를 얻어내는 것인데, 본 논문에서는 그 가운데 진동수주 (Oscillating Water Column)형을 연구 대상으로 취하였다. 이는 외해에서의 파랑에너지를 공기실에 유입 집중시켜 공기실 내 수면의 승강운동을 증폭시키고 이로 인해 발생한 공기실 내의 공기 흐름을 터빈의 구동력으로 사용하는 것을 말한다. 적지 선정과정에서 채택된 곳의 설계파고를 바탕으로 원하는 정격출력인 500kW를 얻어낼 수 있도록 유량과 임펄스 터빈의 최적 직경을 산출하고자 하였는데 개념설계된 파력발전장치의 덕트가 쌍동형 형태를 취하고 있으므로 한 터빈당 250kW급을 목표 발전용량으로 하였다. 지난 연구를 통해서 기 작성된 터빈 성능도표를 활용하여, 본 연구에서는 1차적으로 임펄스 터빈의 개략적인 직경 및 유량을 구하고, 터빈의 자기 기동 특성을 고려하여 최종적인 형상을 구체적으로 도출하였다.

• Journal of the KSME
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• v.32 no.11
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• pp.955-967
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• 1992

발전 설비는 다양한 부품으로 구성되어 있으며, 많은 부분이 회전력에 의해 운전된다. 대표적인 터빈, 발전기, 펌프, 송풍기 등이 있다. 모든 회전체에는 그것을 지지하면서 마찰을 줄여 회전을 원할하게 하기 위하여 베어링을 사용한다. 베어링은 회전체의 마찰에 의한 동력 손실을 줄일 뿐 아니라 회전체의 동특성에도 영향을 준다. 또한 회전체 운전중 문제점의 원인 중 많은 경우가 베어링에 기인하므로 회전체 제작시 베어링이 적절히 선정되고 설계되어야 한다. 발전 설비에 설치되는 베어링 중 가장 큰 부분을 차지하는 것이 터빈-발전기용 베어링이다. 터빈-발전기용 베어링은 마찰에 의한 동력 손실이 발전소 용량의 약 0.5%를 차지하며, 터빈-발전기 축계의 동 특성을 고려한 설계에서 중요한 요소로도 작용한다. 여기서는 발전소의 터빈-발전기용 베어링에 대해서 언급하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.20 no.1
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• pp.104-112
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• 2014

The counter-rotating approach on wind turbine has been recently put in interest for its certain advantages in both design and performance. This paper introduces a study on a counter-rotating wind turbine designed and modeled using NREL airfoils S822 and S823. The aims of the study is to evaluate and discover the performance of the counter-rotating system, and compares to that of single rotor turbine of same design using numerical simulation. The results show higher performance of the counter-rotating system compared with single rotor case at TSR 3 to 5 but lower performance at higher TSR. This is due to the interaction between upstream and downstream rotors. Thus, the counter-rotating turbine is more efficient at low rotor rotational speed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.4
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• pp.415-421
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• 2013

This study describes the aerodynamic design procedure for the axial turbines of a small heavy-duty gas turbine engine being developed by Doosan Heavy Industries. The design procedure mainly consists of three parts: namely, flowpath design, airfoil design, and 3D performance calculation. To design the optimized flowpath, through-flow calculations as well as the loss estimation are widely used to evaluate the effect of geometric variables, for example, shape of meridional plane, mean radius, blades axial gap, and hade angle. During the airfoil design procedure, the optimum number of blades is calculated by empirical correlations based on the in/outlet flow angles, and then 2D airfoil planar sections are designed carefully, followed by 2D B2B NS calculations. The designed planar sections are stacked along the spanwise direction, leading to a 3D surfaced airfoil shape. To consider the 3D effect on turbine performance, 3D multistage Euler calculation, single row, and multistage NS calculations are performed.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.7 no.2
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• pp.151-156
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• 2008

Numerical analyses of two-stage turbopump turbines were conducted. One of the candidates for the 1st rotor was selected based on the result of the numerical investigation. Besides, the effects of the stator height on the turbine performance were studied. Finally, the performance of the entire two-stage turbine was predicted by numerical calculation. The result showed that the two-stage turbine produces more specific power than a one-stage turbine.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.6 no.1
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• pp.201-208
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• 2007

A fuel pump and turbine rotordynamic design is performed for a 75 ton thrust liquid rocket engine. A distance from the rear bearing to the turbine was considered as a design parameter for load distribution of the bearings. Asynchronous eigenvalue analysis was performed as a function of rotating speeds, turbine mass and bearing stiffness to investigate critical speed of the fuel pump and turbine. From the numerical analysis, it is found that the effect of the front bearing stiffness is negligible in the critical speed due to the large mass moment of inertia of the turbine. With the rear bearing stiffness over $2{\times}10^{8}N/m$ and the turbine mass below 20 kg, the critical speed of the fuel pump and turbine in long shaft case is at least 70 % higher than the operating speed 11,000 rpm.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.1
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• pp.159-165
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• 1999

복합화력 발전플랜트의 운전에서 특히 하절기의 첨두부하시에 외기온도의 상승으로 인한 가스터빈의 출력 감소를 해결하기 위한 방법으로 LNG 연료가 보유하고 있는 냉열을 이용하여 압축기로 유입되는 공기 온도를 감소시키는 냉각시스템의 개념을 개발하고자 복합화력 발전플랜트에 대한 설계점 및 외기온도 변화에 대한 탈설계점 모델링 연구를 수행하였다. 대상 프랜트는 940 MW 서인천 복합 발전플랜트 모듈의 단위 블록을 선택하였으며 발전플랜트 전용 해석코드인 GateCycle을 이용하여 가스터빈과 증기사이클의 주요 기기 들에 대한 모델을 개발하였다. 개발된 모델의 결과를 대상플랜트의 시운전결과와 비교하여 모델의 적정성을 검증하였다. 출력, 효율, 온도 및 유량 등 주요 설계인자들이 최대 ~1.3%의 상대오차 범위 안에서 만족할 만한 신뢰도를 갖는 것을 확인하였다. 탈설계점 성능해석은 본 논문과 관련한 연구의 주목적인 LNG 냉열에 의한 유입공기 냉각시스템 설계시의 경계변수인 외기온도 증가에 대한 각 사이클의 특성변화를 대상으로 하였다. 종합적으로 외기온도가 증가하면 압축기로 유입되는 공기의 양과 이에 대응하는 소요 연료량이 동시에 감소하므로 연소에 따른 가스터빈의 팽창비가 감소한다. 이로 인하여 외기온도 증가시에 가스터빈 출력감소율은 0.5%/$^{\circ}C$로서 배기가스를 이용하는 증기사이클의 출력감소율 0.2%/$^{\circ}C$에 비해 민감하므로 가스터빈 유입공기의 냉각시스템의 설계는 복합화력발전 플랜트의 효율 향상에 크게 기여할 것으로 예상된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.23 no.2
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• pp.163-170
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• 2011

An optimal layout condition of the offshore wind turbines is studied by using the response surface analysis which is a kind of the design of experiments. Based on the assumption that total 36 turbines would be installed in the offshore wind farm, the number and distance of the rows and columns are used as the design variables and the efficiency decrease of power generation due to the wake decay by the interactions of turbines and the installation cost of the internal electric grid are considered as the objective functions of the response surface analysis for the layout design of turbines. Useful design information can be derived by analyzing the relationship between the design variables and target functions. It is found that the row number and the distance between rows should be minimized, and the optimal distance between columns should be estimated and adopted to the layout design within the specified design range in order to ensure the economics for the offshore wind farm.