• 제목/요약/키워드: 후류와

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후류영향을 고려한 상반회전 풍력발전 시스템의 공력성능 예측에 관한 연구 (Aerodynamic Performance Prediction of a Counter-rotating Wind Turbine System with Wake Effect)

  • 동경민;정성남
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.20-28
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    • 2002
  • 본 연구에서는 로터의 후류 효과 및 실속 후 특성을 고려하여 30kW급 상반회전 풍차 시스템에 대한 공력성능 해석을 수행하였다. 기본 공력이론은 모멘텀 이론과 2차원 준정상 공기력 이론을 통합한 형태를 사용하였다. 로터의 후류영향을 고려하기 위해 축소형 풍차 블레이드 모델에 대한 풍동시험 결과를 적절히 이용하였으며, 이로부터 보조로터를 지난 후류의 축속도 및 각속도 성분을 결정하였다. 또한, Glauert의 최적 작동판 이론과 Prandtl의 익단손실 효과를 고려하여 30kW급 풍차 시스템에 대한 최적 시위 및 비틀림 분포를 구하였으며, 기존의 단일 로터 시스템과의 공력성능 비교를 통하여 상반회전 풍차 시스템의 효율성 및 우수성을 입증하고자 하였다.

비정상 패널 및 시간전진 자유후류를 이용한 BVI 비정상 로터 공력 해석 (An Analysis of BVI Unsteady Rotor Aerodynamics using Unsteady Panel and Time-Marching Free Wake)

  • 위성용;이덕주
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.329-335
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    • 2009
  • 비정상 패널법과 시간 전진 자유 후류법을 연계하여 제자리 및 수직 비행 하는 헬리콥터 로터의 공력 및 익단와류를 검증하였다. 검증된 수치 방법을 이용하여 저속 하강 비행하는 로터에서 발생하는 BVI(Blade Vortex Interaction)의 비정상 공력을 해석 하고 이때 나타나는 익단 와류에 의한 공력의 변화를 고찰하였다.

열성층유동장에 놓인 원주후류의 특성에 대한 연구 (1) (A Study on the Characteristics of Cylinder Wake Placed in Thermally Stratified Flow (I))

  • 김경천;정양범;김상기
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.690-700
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    • 1994
  • The effects of thermal stratification on the flow of a stratified fluid past a circular cylinder were examined in a wind tunnel. In order to produce strong thermal stratifications, a compact heat exchanger type variable electric heater is employed. Linear temperature gradient of up to $250^{\circ}C/m$ can be well sustained. The velocity and temperature profiles in the cylinder wake with a strong thermal gradient of $200^{\circ}C/m$ were measured and the smoke wire flow visualization method was used to investigate the wake characteristics. It is found that the temperature field effects as an active contaminant, so that the mean velocity and temperature profiles can not sustain their symmetricity about the wake centerline when such a strong thermal gradient is superimposed. It is evident that the turbulent mixing in the upper half section is stronger than that of the lower half of the wake in a stably stratified flow.

연계 후류진동 모델 적용을 통한 와류방출 가진에 의한 라이저의 동적해석 (Dynamic Analysis of Riser with Vortex Excitation by Coupled Wake Oscillator Model)

  • 홍남식;허택녕
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.109-115
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    • 2000
  • 면내 조류흐름에 의해 발생하는 와류방출 가진으로 인한 라이저의 동적거동해석을 위한 수치해석 모델을 개발한다. 수치해석 모델개발을 위해 Galerkin의 유한요소 근사화법을 적용하였으며 와류방출 가진은 Blevins에 의해 제안된 연계 후류진동 모델을 사용하였다. 와류방출로 인한 라이저의 일반적인 거동특성을 수치해석 결과와 비교분석함으로써 모델의 유용성을 검증하였다.

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원주의 근접후류에 대한 자유흐름 난류강도의 영향 (The effect of free stream turbulence on the near wake behind a circualr cylinder)

  • 김경천;정양범
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.2062-2072
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    • 1991
  • 본 연구에서는 역류의 측정과 원주의 근접 후류의 난류 구조에 미치는 자유흐 름 난류의 영향을 정성적 및 정량적으로 조사하기 위하여, 역류가 존재할 경우나 순간 유입각이 매우 큰 경우에도 난류의 측정이 가능한 split film probe(이하 SFP로 줄여 표기함)를 사용하여 평균 유동장과 난류의 2차 및 3차 모멘트의 변화, 속도 변동 상관 의 변화 및 대규모 와류의 유출 주파수 특성 등을 측정 분석하여, 격자에 의해 형성된 서로 다른 자유흐름 난류특성에 따른 실험 결과들을 비교 검토 해보고자 한다.

회전익 채널내 후류장에 의한 비정상 유동특성에 관한 연구 (Unsteady Flow Fields in a Rotor Blade Passage by Wake Passing)

  • 김윤제;전용렬
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.16-23
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    • 1999
  • The characteristic of unsteady flowfields on gas turbine, particularly on a rotor blade surface has been numerically investigated. The unsteady flow in a rotor blade passage as a result of wake/blade interaction is modeled by the inviscid flow approach, and solved by Euler equations using a time accurate marching scheme. Unsteady flow in the blade passage is induced by periodically moving a wake model across the passage inlet. The wake model used in this study is the Gaussian wate model in which the wake flow is assumed to be parallel with uniform static pressure and uniform relative total enthalpy. Numerical results show that for the case of Ps/Pr=1.5, the velocity and pressure distribution on the blade surfaces have much more complex profiles than for the case of Ps/Pr=1.0.

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후류장에 의한 가스터빈 회전익 통로내 비정상 유동의 수치해석적 연구 (A Numerical Analysis of Unsteady Flow in a Rotor Blade Passage by Wake Passing)

  • 김윤제;전용렬
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 1998년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.233-239
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    • 1998
  • The effects of unsteady flow on gas turbine, particularly on a rotor blade surface are numerically investigated. The unsteady flow in a rotor blade passage as a result of wake/blade interaction is modeled by the inviscid flow approach, and solved by the Euler equations using a time accurate marching scheme, Numerical results show that for the case of $P_s/ P_r= 1.5$, the velocity and pressure distribution on the blade surfaces have much more complex profiles than those of $P_s/ P_r= 1.0$.

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고정식 해양구조물의 원형지지각 주위 와유기진동에 관한 연구 (Flow Characteristics around a Circular Cylinder with a Spiral Strake of Fixed Offshore Platform)

  • 김옥석;이경우
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
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    • pp.289-290
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    • 2012
  • 본 연구에서는 고정식 해양구조물의 지지각으로 사용되는 원형실린더에 나선형 판을 부착하여 와류유기진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 $Re=6.5{\times}10^3$의 균일유입유동에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용한 실험적인 방법을 적용하였다. 모델의 직경은 40mm이며 후류 유동구조, 난류강도, 응력분포에 대한 통계적 유동정보를 계측하였다. 실험결과로는 원형실린더와 뱃전판을 부착한 실린더와의 비교를 통해 뱃전판의 유동특정을 평가하였으며, 뱃전판의 영향은 후류에서 와의 생성과 소멸 메커니즘의 변화에 큰 영향을 미치고 후류 칼만 와열의 안정적인 제어를 통해 와류유기진동을 억제하였다.

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조류발전 터빈 최적화 설계 및 후류 영향 연구 (The Optimum Design and Wake Analysis of Tidal Current Power Turbine)

  • 조철희;김도엽;이강희;노유호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.164.2-164.2
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    • 2011
  • 지구온난화에 따른 대체에너지 자원확보가 국가적으로 중요한 과제로 대두되고 있고 여러 대체에너지원 중 국내의 해양에너지는 잠재량이 매우 높다. 여러 해양에너지 중에서 빠른 흐름을 이용하는 조류발전은 서해안과 남해안에 적용하기에 적합하며 해양환경을 보존하면서 많은 에너지를 생산할 수 있는 장점이 있다. 조류발전에서 1차적으로 에너지를 변환시키는 로터는 주요한 장치중의 하나로 여러 변수에 의해 그 성능이 결정된다. 로터의 블레이드 수, 형상, 단면적, 허브, 직경 등 여러 요소를 고려하여 설계되어야 한다. 또한 조류발전을 적용하는 해양환경에서 최대 출력을 생산할 수 있는 로터가 적용될 수 있도록 블레이드의 후류 영향을 고려해야한다. 본 논문에서는 날개요소이론을 바탕으로 수평축 조류발전 터빈을 설계하여 실험 및 유동해석을 통해 성능을 평가하고, 후류에 미치는 영향을 분석하였다.

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후류와 타워의 영향을 고려한 수평축 풍력발전기 블레이드의 비정상 하중 예측을 위한 새로운 자유후류기법의 연구 (Development of a new free wake model considering a waketower interaction for a horizontal axis wind turbine)

  • 신형기;박지웅;이수갑;김주언
    • 신재생에너지
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    • 제1권1호
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    • pp.54-63
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    • 2005
  • A critical issue in the field of the rotor aerodynamics is the treatment of the wake. The wake is of primary importance in determining overall aerodynamic behavior, especially, a wind turbine blade includes the unsteady airloads problem. In this study, the wake generated by blades are depicted by a free wake model to analyse unsteady loading on blade and a new free wake model named Finite Vortex Element(FVE hereafter) is devised in order to include a wake-tower interaction. In this new free wake model, blade-wake-tower interaction is described by cutting a vortex filament when the filament collides with a tower. This FVE model is compared with a conventional free wake model and verified by a comparison with NRELand SNU wind tunnel model. A comparison with NREL and SNU data shows validity and effectiveness of devised FVE free wake model and an efficient.

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