• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.260-262
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• 2006

본 논문에서는 블레이드 피치각 변동을 포함한 풍력발전기 출력특성 시뮬레이션 모델을 개발하였으며, 피치각 변동이 필요한 경우를 각각 비상정지, 기동원활, 출력제한의 3가지 사례 연구를 통해 개발된 모델의 검증 수행하였다. 비상정지의 상황에서 풍력발전기의 출력특성을 모의하였고, 초기 정지 상태에서 블레이드 기동을 위한 초기 피치각 설정 및 변동하는 회전 속도에 맞는 블레이드 변동 지령 값을 구현하였으며, 정격 풍속이상에서 피치각을 감소시키는 제어기를 구현하여 정격이상의 출력 발생이 제한되는 것을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.04b
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• pp.17-19
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• 2008

본 연구에서는 우리나라와 같은 낮은 풍속에서 사용 가능한 블레이드의 형태와 블레이드의 피치각이 풍력터빈의 효율에 미치는 영향을 확인하고자 블레이드를 2종류의 형태로 제작하여 블레이드의 피치각에 따른 출력특성을 측정 하였다. 풍력터빈의 효율은 블레이드의 형태와 피치각에 대해 출력이 크게 좌우되었으며, 낮은 풍속 상태에서는 공기의 힘을 받는 면적이 클수록 출력특성이 좋게 나타났다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.10
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• pp.868-874
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• 2007

Noises from the helicopter rotor model are calculated numerically at various pitch angles. The aerodynamic data are calculated by using prescribed wake model and unsteady panel method. The distribution of aerodynamic loads on the blade surface are obtained from $0^{\circ}$ to $9^{\circ}$ pitch angles with equiangular increments of $1.5^{\circ}$. Although thickness noise is not related to the change of pitch angles, loading noise level increases about 3~4dBA every $1.5^{\circ}$ increment of pitch angle. The additive noise level shows sufficient value to perceive the loudness. From the result of directivity pattern the sound level at the lower region of the blade disc plane is higher than that of the upper region.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.6
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• pp.487-497
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• 2011

Numerical analysis has been performed to investigate the rotor speed and pitch range variations when the airspeed is increased in autorotation. Transient Simulation Method(TSM) was used to obtain the steady states of autorotation. The rotor blade was analyzed by the two-dimensional compressible Navier-Stokes solver in order to adapt to the airspeed increase and the results were used in the transient simulation method. Meanwhile, the Pitt/Peters inflow theory was used to supply the induced velocity fields. For the prescribed torque equilibrium state, the combinations of velocity, shaft angle, and pitch angle were produced to investigate the rotor speeds and variable ranges. The rotor tip Mach number and rotor speed were correlated and the trim range of pitch angle was observed with respect to the shaft angle decrease.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.30-34
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• 2005

고속 선박을 추진하는 한 방법으로 널리 사용되는 물분사 추진은 물을 내부 덕트로 빨아들여 임펠러로 물을 가속시켜 노즐을 통해 분사시킴으로써 입출구의 운동량차이에 의해 추력을 얻는 추진장치이다. 선박의 목적에 따라 사용되는 다양한 형태의 물분사 추진기의 개발을 위하여 모형실험을 통하여 그 성능을 검증하는 부분에서 로터의 피치각 변화에 따른 추진기의 성능 실험을 하는 것은 많은 비용과 시간이 따른다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는 추진기 내부의 유동장을 4가지 피치각에 따라 추진력을 3차원 비압축성 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 해석하였다. 로터의 회전을 고려하여 슬라이딩 다중 격자기법을 적용하였고 추력계수, 토크계수, 그리고 모멘텀을 해석 결과와 비교 분석을 통하여 추진기의 성능과 효율을 추정하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.10
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• pp.891-898
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• 2007

Optimal aerodynamic design for the pitch-controlled horizontal axis wind turbine and its aerodynamic performance for various pitch angles are performed numerically by using the blade element momentum theory. The numerical calculation includes effects such as Prandtl‘s tip loss, airfoil distribution, and wake rotation. Six different airfoils are distributed along the blade span, and the special airfoil i.e. airfoil of 40% thickness ratio is adopted at the hub side to have structural integrity. The nonlinear chord obtained from the optimal design procedure is linearized to decrease the weight and to increase the productivity with very little change of the aerodynamic performance. From the comparisons of the power, thrust, and torque coefficients with corresponding values of different pitch angles, the aerodynamic performance shows delicate changes for just $3^{\circ}$ increase or decrease of the pitch angle. For precisive pitch control, it requires the pitch control algorithm and its drive mechanism below $3^{\circ}$ increment of pitch angle. The maximum torque is generated when the speed ratio is smaller than the designed one.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.513-514
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• 2007

본 연구는 우리나라와 같은 상대적으로 낮은 풍속에 적합한 6[W]급 풍력터빈의 블레이드를 개발하고자 하였다. 풍력발전기의 출력은 풍속 및 블레이드의 회전수에 매우 의존적으로 풍속이 증가함에 따라 전력도 증가하였다. 또한, 피치각에 따라 블레이드의 회전수도 매우 다르며, 낮은 풍속 상태에서는 공기의 힘을 받는 면적이 클수록 출력특성이 줄게 나타났다. 최대출력은 피치각 $10^{\circ}$, 풍속 5.5[m/s]일 때 3.8[W] 의 출력을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.186-186
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• 2010

개별 블레이드 피치 제어(individual blade pitch control)는 각각의 로터 블레이드의 피치각을 독립적으로 조정함으로써 블레이드에 작용하는 공력을 변화시키는 원리로 풍력 터빈 구조물에 발생하는 동적 피로하중을 저감시키기 위한 제어기법이다. 그러나 개별 피치 제어에 의해 발생하는 각 블레이드의 독립적인 피치 운동은 풍력 터빈 회전자에 비대칭성을 야기하고 구조물의 동적 불안정 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 이에 대한 정확한 동적 해석이 선행되어야 한다. 하지만 블레이드의 피치 운동이 반영된 풍력 터빈은 시변계로 간주되어 기존의 시불변계 해석기법을 직접 적용할 수 없기 때문에 동적 해석에 어려움이 있다. 이 논문에서는 각각의 블레이드 피치운동을 주기함수로 근사화 함으로써 풍력 터빈을 주기 시변계로 모형화한다. 그리고 효율적으로 주기 시변계의 근사해를 구하기 위한 변조 좌표 변환(modulated coordinate transformation)기법을 적용하여 블레이드의 피치운동이 반영된 풍력 터빈의 동적 안정성 해석을 수행하였다. 그리고 현재 풍력 터빈의 동적 해석에 활용되는 대표적인 해석 기법인 다중 블레이드 좌표변환(multi-blade coordinate transformation)기법을 이용한 해석보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.50 no.2
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• pp.111-118
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• 2022

An electro-mechanical actuator (EMA) is an actuator that combines an electric motor with a mechanical power transmission elements, and it is suitable for urban air mobility (UAM) in terms of design freedom and maintenance. In this paper, the author presents the research results of the EMA that controls the rotor blade pitch angle of UAM. The actuator is based on an inverted roller screw and controls the blade pitch angle through a two-bar linkage. The dynamic equations for the actuator alone and the blade pitching motion with actuator were derived. For the latter, the equivalent moment of inertia is variable depending on the link angle due to the two-bar linkage. The variations of the equivalent moments of inertia are analyzed and compared in terms of the nut motion and the blade pitch motion. For an example model, the variation of the equivalent moment of inertia of the former is smaller than the latter, so it is judged that the dynamic equations derived from the point of view of the nut motion is suitable for the controller design.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.40 no.9
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• pp.1837-1845
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• 2015

The longitudinal velocity is necessary for accurate vehicular positioning in urban environment. The pitch angle, which is a road slope, should be calculated to acquire the longitudinal velocity. However, it is impossible to consider very accurate pitch, when using a sensor and an algorithm. That's why process noise and positioning stimation error of IMU should be adjusted to the driving environment and fuse GPS, OBD data with ACF which consist of AKF, CF in this paper. Then, final pitch angle which is appropriate for driving environment is estimated by IMMKF in order to optimize the system model according to road slope models.