• Title/Summary/Keyword: Aerodynamic Performance Loss

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풍동실험을 통한 방풍용 서양측백나무와 농업용방풍망의 공기역학계수 평가 (Wind Tunnel Evaluation of Aerodynamic Coefficients of Thuja occidentalis and Mesh Net)

  • 이소진;하태환;서시영;송호성;우샘이;장유나;정민웅;조광곤;한덕우;황옥화
    • 한국농공학회논문집
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    • 제63권5호
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    • pp.63-71
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    • 2021
  • Windbreak forests, which have a windproof effect against strong winds, are known to be effective in reducing the spread of odors and dust emitted from livestock farms. The effect of reducing the spread of odors and dust can be estimated through numerical models such as computational fluid dynamics, which require aerodynamic coefficients of the windbreaks for accurate prediction of their performance. In this study, we aimed to evaluate the aerodynamic coefficients, Co, C1, C2, and α, of two windbreaks, Thuja occidentalis and a mesh net, through wind tunnel experiments. The aerodynamic coefficients were derived by the relation between the incoming wind speed and the pressure loss due to the windbreaks which was measured by differential pressure sensors. In order to estimate the change in the aerodynamic coefficient concerning various leaf density, the experiments were conducted repeatedly by removing the leaves gradually in various stages. The results showed that the power law regression model more suitable for coefficient evaluation compared to the Darcy-Forchheimer model.

풍력 블레이드의 결빙에 의한 공력특성 및 성능 변화 (Atmospheric Icing Effects on the Aerodynamic Characteristics and Performance of Wind Turbine Blade)

  • 박지호;명노신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.134-143
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    • 2014
  • 추운 기후에서 운영되는 풍력터빈 시스템의 표면에 발생한 결빙으로 인하여 공기역학적 성능이 크게 저하될 수 있다. 이러한 결빙은 양력감소 및 항력증가를 야기하고, 발전효율에 부정적인 영향을 미치게 된다. 이로 인하여 풍력발전기의 성능저하 또는 과부하, 무게중심의 변화에 따른 과도진동, 결빙파편이 지상으로 떨어질 경우의 안전성 문제, 계기의 결빙으로 인한 계기 측정오차, 최악의 경우 풍력 시스템 정지 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 결빙증식이 풍력 발전기의 공력특성에 미치는 영향을 CFD 기법을 이용해 분석하였다. 또한 결빙증식 결과를 바탕으로 BEM 기법을 적용시켜 삼차원 블레이드에 대한 공력성능을 계산하였다. 결빙의 두께는 상대적인 속도차이에 의해 블레이드 중심에서 끝단으로 갈수록 증가함을 알 수 있었고, 공기의 속도가 결빙증식에 미치는 주요 인자임을 확인하였다.

신경회로망 기반 미사일 적응제어기의 모델 불확실 상황에 대한 시뮬레이션 연구 (Simulation Analysis of the Neural Network Based Missile Adaptive Control with Respect to the Model Uncertainty)

  • 성재민;김병수
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.329-334
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    • 2010
  • This paper presents the design of a neural network based adaptive control for missile. Acceleration of missile by tail fin control cannot be controllable by DMI (Dynamic Model Inversion) directly because it is non-minimum phase system. To avoid the non-minimum phase system, dynamic model inversion is applied with output-redefinition method. In order to evaluate performance of the suggested controllers we selected the three cases such as control surface fail, control surface loss and wing loss for model uncertainty. The corresponding aerodynamic databases to the failure cases were calculated by using the Missile DATACOM. Using a high fidelity 6DOF simulation program of the missile the performance was evaluates.

흡음형 소음기를 사용한 세차기용 원심송풍기의 소음저감에 관한 연구 (Noise Reduction of a Blower for an Automatic Car Washer by Using Dissipative Silencers)

  • 김재영;이일재
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권8호
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    • pp.726-732
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    • 2011
  • Straight absorptive silencers have been designed to reduce the noise level of a centrifugal blower. Three-dimensional boundary element method is used for the design of absorptive silencers which consist of a perforated main pipe and a outer chamber filled with fibrous material. The experimental results show that the absorptive silencer reduces up to 8 dB(A) in the overall sound pressure level of the blower and up to 15 dB at the blade passing frequency. It is also found that the gap between the silencer and the impeller may substantially alter the acoustic performance of the silencers. The transmission loss predicted by the boundary element method follows overall trends of the measured insertion loss. The experiments also show that the impact of the silencers on the aerodynamic performance of the blower is minimum.

선형 터빈 케스케이드 통로에서의 3차원 유동 특성 (Three-Dimensional Flow Characteristics in a Linear Turbine Cascade Passage)

  • 차봉준;이상우;이대성
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권12호
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    • pp.3148-3165
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    • 1993
  • A cascade wind tunnel test for a turbine nozzle, which was designed for a small turbo jet engine in a previous study, has been conducted to evaluate its aerodynamic performance and losses. The large-scale blades were based on the mid-span profile of the nozzle. Oil film flow structure, and then 3-dimensional velocity components were measured in the flow passage with a 5-hold pressure probe, in addition to turbulent intensities at mid-span of cascade exit using a hot-wire anemometer. From this study, 3-dimensional growth of horseshoe and passage vortices in the downstream direction was clearly understood with near-wall flow phenomena. In addition, secondary flow and losses associated with the blade configuration were obtained in detail.

소형 덕트 팬 항공기의 전산해석 및 공력특성 분석 (CFD SIMULATION AND ANALYSIS OF AERODYNAMIC CHARACTERISTICS OF SMALL DUCTED FAN AIRCRAFT)

  • 김철완;최성욱;안석민
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.14-16
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    • 2010
  • A Duct surrounding a fan is known to reduce the tip loss and increase the fan performance efficiency. It also reduces the fan noise drastically. Ducted fan, therefore, has been focused to be a promising candidate for high efficient propulsion system. In this study, a small plane having ducted fan which can be tilted for vertical take-off and landing, is analyzed by CFD and its aerodynamic characteristics are compared. Ductef fan aircraft has small range of angle of attack for mininum drag and duct design should be focused for efficient ducted fan aircraft.

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축류 터빈의 설계 변수 및 설계 변수의 제한조건이 성능에 미치는 영향 (Effects of the design variables and their constraints on the stage performance of an axial flow turbine)

  • 박호동;정명균
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.2109-2124
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    • 1991
  • 본 연구에서는 축류 터빈의 최적 설계 계산에서 사용 용도에 따라 달리 적용 될 수 있는 특정 제한조건, 즉 유량 계수, 압력비, 출력 그리고 하중 계수를 각각 고 려하였을 경우에 최대 효율을 가지기 위한 최적 조건을 계산하고자 한다. 또한 단일 설계 변수의 민감도(sensitivity) 뿐만 아니라, 단일 민감도에서 성능에 큰 영향을 주 는 설계 변수들에 대하여 복수 민감도를 나타내어 설계 변수 및 설계 제한 조건이 축 류 터빈의 성능에 미치는 영향을 조사하고자 한다.

저레이놀즈수 영역의 초소형비행체 프로펠러 설계 및 해석 (Design and Analysis for the Propeller of MAVs in Low Reynolds Number Flows)

  • 이기학;김규홍;이경태;안존
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.1-8
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    • 2002
  • 초소형 비행체(MAV) 프로펠러에서 깃 익형의 공기역학적 특성은 매우 중요한 사항이다. 이를 위해서 저레이놀즈수 익형의 성능예측에 층류에서 난류로의 천이과정을 포함하는 XFOIL을 이용하여 프로펠러 깃 익형 단면의 양력과 항력 분포를 해석하였다. 익형모델은 저레이놀즈수 프로펠러 익형에 주로 이용되는 ARA-D 6%을 선택하였다. 계산된 익형의 공력 변수들과 최소에너지손실 조건을 이용하여 시위길이와 피치각 분포를 변화시킴으로써 초소형비행체의 설계조건에 적합한 가장 효율적인 프로펠러 형상을 구하였고, 현재 운용중인 Black Widow의 프로펠러 형상과 같은 설계조건에서 비교하였다. 설계결과 초소형비행체의 프로펠러에 적합하게 제공될 수 있음을 확인하였다.

발전용 소형가스터빈의 축류터빈 공력설계 (Axial Turbine Aerodynamic Design of Small Heavy-Duty Gas Turbines)

  • 김중석;이우상;류제욱
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권4호
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    • pp.415-421
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    • 2013
  • 본 논문은 두산중공업(주)에서 개발 중인 소형 가스터빈의 축류 터빈 설계 과정을 기술하였다. 축류터빈의 설계 과정은 크게 유로설계, 익형설계, 3D 성능 계산의 세 단계로 구성되며. 최적의 유로를 설계하기 위해 자오면의 형상, 평균 반경, 블레이드간 간격, 유로 형상각 등 여러 형상 변수에 대해 통과유동계산 및 손실계산을 수행한다. 익형 설계는 유로 설계시 스팬 방향으로 계산된 입출구 유동각을 기준으로 실험상관식을 적용하여 최적의 블레이드 개수를 결정한 후 2D 익형 단면을 설계하며 2D NS 계산을 통해 캐스케이드 유동구조를 검토하여 설계한 단면의 설계적정성을 평가한다. 설계된 2D 익형 단면을 스팬방향으로 적층하여 3D 익형을 생성하고, 다단 Euler 계산, 단익렬, 다단 NS 계산을 수행하여 3D 유동 특성을 고찰한다.

소형 풍력발전기 소음 저감을 위한 익형 설계 연구 (Design of Low Noise Airfoil for Use on Small Wind Turbines)

  • 김태형;이승민;김호건;이수갑
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.465-465
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    • 2009
  • Wind power is one of the most reliable renewable energy sources and the installed wind turbine capacities are increasing radically every year. Although wind power has been favored by the public in general, the problem with the impact of wind turbine noise on people living in the vicinity of the turbines has been increased. Low noise wind turbine design is becoming more important as noise is spreading more adverse effect of wind turbine to public. This paper demonstrates the design of 10 kW class wind turbines, each of three blades, a rotor diameter 6.4m, a rated rotating speed 200 rpm and a rated wind speed 10 m/s. The optimized airfoil is dedicated for the 75% spanwise position because the dominant source of a wind turbine blade has been known as trailing edge noise from the outer 25% of the blade. Numerical computations are performed for incompressible flow and for Mach number at 0.145 and for Reynolds numbers at $1.02{\times}10^6$ with a lift performance, which is resistant to surface contamination and turbulence intensity. The objective in the low design process is to reduce noise emission, while sustaining high aerodynamic efficiency. Dominant broadband noise sources are predicted by semi-empirical formulas composed of the groundwork by Brooks et al. and Lowson associated with typical wind turbine operation conditions. During the airfoil redesign process, the aerodynamic performance is analyzed to minimize the wind turbine power loss. The results obtained from the design process show that the design method is capable of designing airfoils with reduced noise using a commercial 10 kW class wind turbine blade airfoil as a basis. The new optimized airfoil clearly indicates reduction of total SPL about 3 dB and higher aerodynamic performance.

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