• 제목/요약/키워드: 하이브리드 블레이드

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풍력블레이드용 탄소/유리 하이브리드 섬유강화 복합재료의 충격 특성에 관한 연구 (The impact strength properties of carbon/glass hybrid composite for wind turbine blade)

  • 김세영;한인섭;우상국;홍기석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.378-381
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    • 2007
  • 탄소섬유가 중앙에 적층된 풍력발전용 블레이드 소재인 탄소 유리섬유 하이브리드 복합재료가 VARTM(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding)공법을 이용하여 제작되었다. 아이조드 충격시험법을 이용하여 온도, 하이브리드화 비율 그리고 노치에 대한 충격강도의 영향을 연구하였다. 온도 감소 및 탄소섬유의 증가에 의해 충격강도는 감소하는 경향을 보였으며, 노치에 의해 하이브리드 복합재료는 약 $25{\sim}30$%가량의 충격강도 감소를 보였다. 그러나 단일 탄소섬유 복합재료의 경우 노치민감도는 없었으며, 이에 소량의 유리섬유 첨가로 인해 하이브리드화 하였을 경우 충격강도 향상 및 저온 충격강도 안정성을 확보 할 수 있었다.

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하이브리드복합소재 적층방법에 따른 1kW 블레이드의 강도평가 (An Evaluation of Strength of 1kW Blade according to the change in Hybrid composit meterials)

  • 이강일;이길성;선민영;소병욱;임재규
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.41.1-41.1
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    • 2011
  • 풍력블레이드는 가벼워야 하며 강도면에서 신뢰성이 확보되어야한다. 최근 들어 복합소재를 적용한 블레이드가 많이 선보이고 있다. 현재 가장 많이 사용되는 유리섬유/에폭시는 경제성 및 강도면에서 우수하여 많이 사용되어왔다. 본 논문에서는 유리섬유(80%)-탄소섬유(20%)/에폭시를 사용하여 강도를 높이고 무게를 경감시켜 효율을 증가시키고자 연구하였다. 국내 풍황에 적합한 1kW급 풍력블레이드의 Airfoil을 개발하여 강도를 평가하고 블레이드를 최적화 설계하였다. 유리섬유(80%)-탄소섬유(20%)가 적용된 복합재를 적층방법에 따라 실험하고 이를 블레이드 강도평가에 적용하였으며 FSI (Fluid-Structure Interaction)를 사용하였다. 이를 통해 블레이드의 무게경감 및 강도가 향상되었다.

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날개 길이 및 후면부 절개 비율에 따른 해상용 수직축 풍력발전기 특성 평가 (Characteristics on the chord length and cutting ratio of rear side blade for the offshore vertical axis wind turbine)

  • 김남훈;김경수;윤양일;오진석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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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.

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물성치 적용 기법에 따른 하이브리드 풍력 블레이드 동적특성 해석에 관한 연구 (A Study on Dynamic Characteristics Analysis of Hybrid Wind Power Blades according to Material Properties Method)

  • 강병윤;한정영;홍철현;문병영
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.5-11
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    • 2012
  • In this paper, the heat transfer coefficient measurement techniques using TSP(temperature sensitive paint) were introduced and the results of a comparative study on the heat transfer coefficient measurement by steady state and transient TSP techniques were discussed. The distributions of heat transfer coefficient by a single $60^{\circ}$ inclined impingement jet on a flat surface were measured by both techniques. Tested Reynolds number based on the jet diameter (d) was 30,000 and the distance between jet exit and target plate (L) was fixed at 10d. Results showed that the measured Nusselt number by both techniques indicated significant difference except near the center of impingement jet. Also, the heat transfer coefficients measured by the transient TSP technique were affected by the reference temperature of the jet. Based on the measured data, characteristics of both TSP techniques were analyzed and suggestions for applying them were also given.

대형 풍력발전기용 하이브리드형 블레이드 구조해석 (A Study of the FE Analysis Technique of Hybrid Blades for Large Scale Wind-Turbine)

  • 강병윤;김윤해;김도완;김명훈;한정영;홍철현
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.61-66
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    • 2011
  • According to recent figures, 35% of the world's blades are made using prepreg blades, by Vestas and Gamesa. They are the most advanced in the market today. In this study, we investigated the validity of the finite element method (FEM) applied to an FE analysis of a hybrid composite wind-turbine blade. Two methods were suggested for a composite FE analysis: using the equivalent properties of the composite or using stacking properties. FE analysis results using the stacking properties of the composite were in good agreement with results of using the equivalent properties. The difference between FE results was approximately 0.6~13.3%.

휴대용 단말기를 위한 블레이드 하이브리드 안테나 (Vlade Hybrid Antenna for the Mobile Phone Handset Terminal)

  • 오규종;손태호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.165-169
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    • 2011
  • 최근 휴대단말기는 다양한 기능이 첨가되고 슬림화와 소형화 추세에 따라 내장형 안테나의 수납공간이 더욱 협소해지고 있다. 또 안테나가 복잡한 부품으로 둘러싸인 단말기 내부의 좁은 공간에 수납됨으로서 대역폭 확보가 어렵고 임피던스가 낮아지게 된다. 게다가 주변의 부품들에 의한 편파 손실이 추가됨으로써 낮은 효율로 인해 원하는 안테나 이득을 발생시키는데 어려움이 따른다. IFA는 모노폴 안테나를 변형시킨 ILA(Inverted L Antenna)를 기본으로 하는 낮은 프로파일(low profile) 구조의 안테나로, 휴대폰 내장형 안테나에 적합한 여러 장점을 가지고 있으나 모노폴 안테나에 비해 이득이 떨어지고 대역폭이 좁은 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 커플링 급전 구조를 사용한 블레이드 하이브리드 안테나를 제안한다.

전기자 형태의 회전자를 갖는 하이브리드 마그네틱 기어의 구조에 관한 연구 (A Study on the Structure of Hybrid Magnetic Gear with Armature Type Rotor)

  • 김찬승;박의종;김용재
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권6호
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    • pp.1235-1242
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    • 2018
  • 풍속이 급변할 경우 전력계통 시스템과 기계시스템의 안전을 위해 풍력발전기를 제동시킨다. 이 때, 풍력발전기 내부의 기어박스에서 기어 이의 접촉하중으로 인한 기어의 손상 및 파손이 발생하며, 브레이크를 이용한 제동 시 블레이드의 동력을 그대로 전달받아 마찰열 상승, 브레이크의 성능 저하 등의 문제가 있다. 본 논문은 풍력 발전 시스템의 동력전달장치인 기계식 기어의 접촉에 의한 문제를 해결하기 위해 동력 차단 시스템을 결합시킨 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 제안한다. 이차원 유한해석법을 활용하여 하이브리드 마그네틱 기어의 형상에 따른 토크와 손실 분석을 통해 풍력발전 시스템에 적합한 하이브리드 마그네틱 기어의 형상을 도출하였다.

휴대 단말기용 하이브리드 MIMO 안테나 (Hybrid MIMO Antenna for the Mobile Handset)

  • 손태호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.78-86
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    • 2013
  • 모노폴과 IFA(Inverted F Antenna)가 함께 동작하는 하이브리드 안테나를 이용한 MIMO(Multi Input Multi Output) 안테나를 설계한다. 안테나 공간을 줄이기 위하여 Vlade(Vertical lade)기법을 적용하며, 데이터통신을 위해 베어보드 상하단에 대각선으로 급전하는 MIMO 안테나를 설계한다. 설계를 위한 각 부분 길이를 변수로 하여 반사손실 특성의 변화를 나타낸다. LTE700, CDMA, GSM, DCS, PCS 및 WCDMA의 6중 주파수대역에서 동작하는 안테나를 설계하고 이를 구현한다. 구현된 안테나에 대한 반사손실 측정결과, VSWR 3:1 기준으로 설계대역 전체를 만족하였다. 또한 안테나에 대한 방사특성은 LTE700/CDMA/GSM 주파수대역에서 평균이득 -3.76 ~ -2.53dBi 및 42.06 ~ 55.84%의 효율, DCS/PCS/ WCDMA 주파수대역에서는 평균이득 -3.27 ~ -1.21dBi 및 47.08 ~ 75.6%의 효율을 보였다. MIMO특성 중 중요한 요소인 2안테나 간의 분리도는 전 밴드에서 -8.14 ~ -25.77dB로써 양호한 특성을 보였다.

하이브리드형 광픽업 액추에이터의 고온특성 (Characteristics of Hybrid Optical Pickup Actuator at High Temperature)

  • 이진원;김광;정영민;김대환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.1010-1014
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    • 2002
  • A new type actuator has been designed and investigated to overcome thermal problems in slim optical disc drive which is adopted in mobile storage devices. Recently, in optical storage device technical trends, the size of optical disc drives is slimmer to adopt notebook computer and the spindle rotate velocity is faster to achieve high transfer rate and the power of actuator is higher to perform tilting, etc. However, these trends of optical disc drives tend to raise the environment temperature of drives, actuator power and parts temperature. Moreover, it is more difficult to remove the heat inside a drive and the temperature of an actuator increases and drive slims. As a result, increase of surface temperature of actuator body caused that second resonance of an actuator moves down to a lower frequency band and the performance of optical parts also deteriorates. Especially objective lens, coil and magnet of the actuator parts are easily damaged. To manage these thermal problems, in this paper an actuator with a hybrid blade, which is composed of vectra which has low thermal conductivity and magnesium which has high thermal conductivity, has been suggested and verified. Despite the high temperature environment, the proposed actuator showed good dynamic performance.

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터빈 블레이드 통로에서의 3차원 점성유동에 대한 수치해석 (Numerical Study on Three - Dimensional Viscous Flows in Turbine Blade Passages)

  • 윤준원;유정열
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.527-539
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    • 1992
  • 본 연구에서는 터빈익렬의 입구유동면에 주어지는 끝벽 경계층유동에 의하여 익렬 내의 유동에서 발생하는 여러 와류들에 의한 2차 유동과 이와 연관된 여러가지 3차원 점성유동 현상 그리고 이에 따른 유동손실을 보다 정확히 예측하기 위한 수치해 석적 연구를 수행하였으며, 이에 필요한 수치해석적 연구를 수행하였으며, 이에 필요 한 수치해석코드를 작성하였다.유동특성에 대하여 상세한 연구결과가 보고되어 있 는 UTRC(United Technologies Research Center) 평면 터빈익렬을 연구대상으로 채택하 여 익렬 내의 3차원 유동특성을 연구하고 계산한 결과를 기존의 결과와 비교 검토하였 다. 강한 2차유동이 존재하는 경우에 발생하는 수치확산을 감소시키기 위하여 대류 항에 대하여 2차 정확도(second-order accuracy)의 선형상류도식(linear upwind sche- me)을 사용하여 일반적으로 널리 사용되는 하이브리드도식(hybrid scheme)에 의한 해 석결과와 비교하였다. 터빈익렬 내의 난류 유동은 익렬의 회전과 유선의 만곡 등에 의한 영향으로 복잡한 유동현상을 나타내지만, 터빈익렬 내의 난류유동 특성에 대한 실험결과가 아직까지는 부족하고 또한 본 연구에서는 평균유동값의 정확한 해석에 중 점을 두었으므로 표준 k-.epsilon. 모델을 사용하였다.