• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.59-65
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• 2013

본 논문은 헬리컬 풍력터빈을 이용한 풍력터빈 나무의 구조적 안정성을 검토하는데 목적이 있다. 복합재료를 적용하여 헬리컬 로터 블레이드를 설계하였으며, 유한요소 해석을 통하여 안정성을 검토하였다. 또한 4개의 헬리컬 로터를 지지하고 있는 풍력터빈 나무에 대하여 풍압, 로터의 회전 그리고 자중을 고려한 구조해석을 수행하여 설계 타당성을 검토 하였다.

• 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.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.301-307
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• 2009

국내에서는 조류속이 강한 곳이 다수 존재하여 조류발전 가능성이 높다. 이러한 조류발전은 유속이 빠른 곳에 터빈과 발전기를 설치하여 해수의 운동에너지로부터 전기를 생산하는 발전방식이다. 본 연구에서는 조류발전 시스템에 사용되는 헬리컬 터빈의 효율과 특성치 등을 현장실험을 바탕으로 파악하고자 하였다. 현장실험을 위하여 지름 2.2 m, 높이 2.5 m의 터빈을 제작하고, 울돌목 협수로의 한 쪽 면에 쟈켓구조물을 설치하여 터빈에 대한 실험을 실시하였다. 3-blade 헬리컬 터빈은 1.5 m/s와 2.1 m/s 사이의 유속에서 30 %정도의 효율을,6-blade 터빈은 25 %정도의 효율을 나타내었으며, 이러한 효율은 유속의 변화에 따라 변함없이 거의 일정한 수준을 나타내었다. 3-blade 터빈의 TSR은 2.4정도인 것으로 파악되었고, 6-blade 터빈의 TSR은 1.9정도로 관찰되었다. 이러한 터빈들의 TSR은 유속이 1.5 m/s에서 2.1 m/s로 변화해도 거의 일정하게 측정되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권2호
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• pp.114-120
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• 2011

조류발전용 다리우스 터빈의 변형된 형태인 헬리컬 터빈의 설계 인자 변화에 따른 성능을 수치해석으로 살펴보았다. 헬리컬 터빈은 수직축 다리우스 터빈을 회전축을 중심으로 상부와 하부를 비틀리게 함으로써 다리우스 터빈의 일반적인 취약점인 초기구동불량과 진동문제를 개선하기 위해 고안된 형태이다. 본 논문에서는 헬리컬 터빈의 비틀림각(Twisting Angle)과 직경대비 높이를 변화시키며 수치해석을 수행하였고, 결과를 바탕으로 최적의 구조를 제안하였다. 3차원 비정상 난류유동해석을 위하여 FLUENT의 RANS방정식과 k-${\omega}$ SST 난류모델을, 격자계 모델링을 위하여 GAMBIT을 이용하였다. 헬리컬 터빈은 적절한 비틀림각에서 양호한 발전효율을 보장하면서 진동을 유발하는 회전력 변화의 진폭을 최소화 할 수 있음을 확인하였고, 효율의 최대가 확보되는 터빈의 최소 높이를 발견하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권3호
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• pp.73-78
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• 2013

CFD (computational fluid dynamics) analyses that considered the dynamic interaction effects between the flow and a turbine were performed to evaluate the power output characteristics of two representative vertical-axis tidal-current turbines: an H-type Darrieus turbine and Gorlov helical turbine (GHT). For this purpose, a commercial CFD code, Star-CCM+, was utilized, and the power output characteristic were investigated in relation to the scale ratio using the relation between the Reynolds number and the lift-to-drag ratio. It was found that the power coefficients were significantly reduced when the scaled model turbine was used, especially when the Reynolds number was lower than $10^5$. The power output characteristics of GHT in relation to the twisting angle were also investigated using a three-dimensional CFD analysis, and it was found that the power coefficient was maximized for the case of a Darrieus turbine, i.e., a twisting angle of $0^{\circ}$, and the torque pulsation ratio was minimized when the blade covered $360^{\circ}$ for the case of a turbine with a twisting angle of $120^{\circ}$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.130-133
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• 2006

It is well-known that the resources for tide and tidal current energy are abundant in Korea. The south coast in Korea is recognized as one of the most appropriate places in the world for developing tidal current energy. The target site for harnessing tidal current energy is the Uldolmok, where the strongest tidal current in Korea occurs. In order to commercialize and industrialize the tidal current power generation, the construction of pilot tidal current power plant of 1MW has been started in April 2006, and is expected to be completed by May 2007. Extensive works including field investigation, field experiment for evaluating the efficiency of helical turbine and numerical analysis have been performed. This paper present the several design parameters for constructing the Uldolmok pilot tidal current power plant.

• 한국기계가공학회지
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• 제13권5호
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• pp.15-20
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• 2014

The wind industry grew in the first decade of the 21st century at rates consistently above 20% a year. For wind turbine, gearbox failure can be extremely costly in terms of repair costs, replacement parts, and in lost power production due to downtime. In this paper, gear tooth micro-modification for the high speed stage was used to compensate for the deformation of the teeth due to load and to ensure a proper meshing to achieve an optimized tooth contact pattern. The gearbox was firstly modeled in a software, and then the various combined tooth modification were presented, and the prediction of transmission under the loaded torque for the helical gear pair was investigated, the normal load distribution and root stress were also obtained and compared before and after tooth modification under one torque. The simulation results showed that the transmission error and normal load distribution under the load can be minimized by the appropriate tooth modification. It is a good approach where the simulated result is used to improve the design before the prototype is available for the test.