본 연구는 두 가지 목표를 가지고 수행하였다. 하나는 수치해석과 Design-FOIL Pro.를 이용해 블레이드 에어포일 모델개발이고, 다른 하나는 이 모델을 Folding blade에 적용하는 것이다. 일반적으로 1MW이상 대형풍력터빈용 블레이드는 강풍시에 피칭제어로 풍향에 대해서 평형상태를 유지하여 로터를 회전시키지 않는 방법으로 블레이드의 손상을 방지 하였지만, 소형풍력터빈용 블레이드는 설비비, 유지비등 경제성을 이유로 피칭제어를 채택하지 않아 블레이드의 파손 문제가 심각하다. 그래서 본 연구에서는 유지보수가 필요 없고 강풍에서도 파손이 없는 Spring pack을 이용한 로터를 직접설계(Direct-Design) 방법으로 설계하여, 그 성능을 검증 하고 변화 풍속에 맞는 폴딩각을 이용해 강풍시에도 Wind turbine이 Cut-out 없이 계속발전을 유지할 수 있도록 하는 점에 집중 연구하고자 한다.
The one way fluid structure interaction analysis on advanced propeller blade for next generation turboprop aircraft. HS1 airfoil series are selected as a advanced propeller blade airfoil. Adkins method is used for aerodynamic design and performance analysis with respect to the design point. Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point. Blade sweep is designed based on the design mach number and target propulsion efficiency. The aerodynamic characteristics of the designed Advanced propeller were verified by CFD(Computational Fluid Dynamic) and showed the enhanced performance than the conventional propeller. The skin-foam sandwich structural type is adopted for blade. The high stiffness, strength carbon/epoxy composite material is used for the skin and PMI(Polymethacrylimide) is used for the foam. Aerodynamic load is calculated by computational fluid dynamics. Linear static stress analysis is performed by finite element analysis code MSC.NASTRAN in order to investigate the structural safety. The result of structural analysis showed that the design has sufficient structural safety. It was concluded that structural safety assessment should incorporate the off-design points.
Propeller shall have high efficiency and improved aerodynamic characteristics to get the thrust to fly at high speed for the turboprop aircraft. That is way Clark-Y airfoil which is used to conventional 1600kW class aircraft propeller is selected as a blade airfoil. Adkins method is used for aerodynamic design and performance analysis with respect to the propeller design point. Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point of turboprop aircraft. The propeller design results indicate that is evaluated to be properly constructed, through analysis of propeller aerodynamic characteristics using the Meshless method and MRF, SM method.
The aerodynamic loads at the blade hub and the drive shaft for 1MW horizontal axis wind turbine are calculated numerically. The geometric shape of the blade such as chord length and twist angle can be obtained fran the aerodynamic optimization procedure. Various airfoil data, that is thick airfoils at hub side and thin airfoils at tip side, are distributed along the spanwise direction of the rotor blade. Under the wind data fulfilling design load cases based on the IEC61400-1, all of the shear forces, bending moments at the hub and the low speed shaft of the drive train are obtained by using the FAST code. It shows that shear forces and bending moments have a periodic. trend. These oscillating aerodynamic loads will lead to the fatigue problem at both of the hub and drive train From the load analysis the maximum shear forces and bending moments are generated when wind turbine generator system operates in the case of the extreme speed wind condition.
Taghavi-Zenouz, Reza;Behbahani, Mohammad Hosein Ababaf
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권1호
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pp.91-98
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2017
Performance of a low speed axial compressor is enhanced through a proper configuration of blade row tip injection and casing treatment of groove type. Air injectors were mounted evenly spaced upstream of the blade row within the casing groove and were all aligned parallel to the compressor axis. The groove, which covers all the blade tip chord length, extends all-round the casing circumference. Method of investigation is based on solution of the unsteady form of the Navier-Stokes equations utilizing $k-{\omega}$ SST turbulence model. Extensive parametric studies have been carried out to explore effects of injectors' flow momentums and yaw angles on compressor performance, while being run at different throttle valve setting. Emphasis has been focused on situations near to stall condition. Unsteady numerical analyses for untreated casing and no-injection case for near stall condition provided to discover two well-known criteria for spike stall inception, i.e., blade leading edge spillage and trailing edge back-flow. Final results showed that with only 6 injectors mounted axially in the casing groove and at yaw angle of 15 degrees opposite the direction of the blade row rotation, with a total mass flow rate of only 0.5% of the compressor main flow, surprisingly, the stall margin improves by 15.5%.
Kim, Sung;Choi, Young-Seok;Lee, Kyoung-Yong;Kim, Jun-Ho
International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제4권1호
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pp.14-24
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2011
In this paper, design optimization for mixed-flow pump impellers and diffusers has been studied using a commercial computational fluid dynamics (CFD) code and DOE (design of experiments). We also discussed how to improve the performance of the mixed-flow pump by designing the impeller and diffuser. Geometric design variables were defined by the vane plane development, which indicates the blade-angle distributions and length of the impeller and diffusers. The vane plane development was controlled using the blade-angle in a fixed meridional shape. First, the design optimization of the defined impeller geometric variables was achieved, and then the flow characteristics were analyzed in the point of incidence angle at the diffuser leading edge for the optimized impeller. Next, design optimizations of the defined diffuser shape variables were performed. The importance of the geometric design variables was analyzed using $2^k$ factorial designs, and the design optimization of the geometric variables was determined using the response surface method (RSM). The objective functions were defined as the total head and the total efficiency at the design flow rate. Based on the comparison of CFD results between the optimized pump and base design models, the reason for the performance improvement was discussed.
Weld bead quality in tailored blank(TB) is critically affected by edge preparation of sheets. The edge quality of prepared sheets for TB can be classified into straightness and the cross section quality of sheared plane such as a ratio of shear face, shear plane angle, etc. In order to have a good edg quality for butt-welding sheets, precision shearing will be recommended. In this paper, the feasibility of a conventional mechanical shearing as the edge preparation for tailored blanks is studyied. It reveals that fine shearing may not be the unique solution as it is generally accepted. To obtain the good shearing condition with a conventional mechanical shearing, experiments were carried out using Tahuchi method. The major parameters affecting a sheared contour are the clearance between upper blade and lower blade, and shear angle. The optimal shearing condition yields a very good straightness along the entire length of the cut, which gives a butt joint gap less than 10% of the base material thickness. The good cross section of sheared plane is also achieved in the optimal shearing condition such as a ratio of the shear face above 65%, a cross section's shear plane angle above 85%, little burr, which is providing finally good weld beads.
본 연구는 제주도산 벚나무속 식물을 대상으로 잎 형질의 분류학적 중요성을 검토하기 위하여 수행하였다 양적 형질은 엽신의 길이, 엽병의 길이, 엽폭, 엽맥 수, 분지각과 엽저각 등을 조사하였다. 질적 형질은 모용분포와 밀선의 위치 잎의 형태 등을 조사하였다. 총 25개의 OTU에 대해 UPGMA에 의한 표현형적 분석을 실시하였다. 그 결과 subgenus Prununophora에 속하는 매실나무가 subgenus Padus에 속하는 귀릉나무와 섬개벚나무와 같은 유집군을 형성한 점과 subgenus Cerasus에 속하는 벚나무, P. speciosa, 산벚나무, 사옥와 올벚나무, 왕벚나무가 별개의 유집군을 형성한 점 등 일부 분류체계와 다른 양상을 보였다 그러나 subgenus Padus에 속하는 귀릉나무와 섬개벚나무, subgenus Microcerasus에 속하는 이스라지, subgenus Amygdalus에 속하는 복사나무가 각각의 유집군을 형성하는 등 분류체계와 유사한 양상이 강하게 나타났다. 결국, 잎 형질, 그 중에서도 엽신의 길이와 폭의 비, 엽신의 길이와 엽병 길이의 비, 엽맥 수, 잎 기부에서 밀선과의 거리, 주맥과 잎 기부의 좌 우각 등과 모용의 분포 등이 제주도산 벚나무속의 식별형질이 될 수 있을 것으로 판단되었다.
깃끝단 후퇴각을 가지는 최신 터보프롭 항공기의 프로펠러 블레이드에 대한 공력설계 및 해석을 수행하였다. 프로펠러 형상 설계를 위한 익형은 HS1 계열을 적용하였다. 와류-깃요소 이론(Vortex-Blade element theory)을 기반으로 하고 최소에너지 손실 조건을 만족하는 Adkins의 방법을 적용하여 Conventional 프로펠러 블레이드에 대한 공력설계 및 성능해석을 하였다. 목표 항공기의 설계점에서 코드 길이와 피치각을 변경해 가며 프로펠러 형상을 생성하였다. Conventional 프로펠러 블레이드 형상 정보를 기반으로 코드 길이, 깃끝단 후퇴각을 수정 적용하여 최신 프로펠러를 설계하였다. 전산유체역학을 이용한 설계된 최신 프로펠러 공력특성 분석을 통하여 최신 프로펠러가 적절하게 설계되었음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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