• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.41.2-41.2
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• 2011

NREL NWTC Deside codes are analyzed and introduced to develop the system performance simulation program for wind turbine generator systems. In this paper, The AirfoilPrep generating the airfoil data, the IECWind generating hub-height wind data with extreme condition following IEC 61400-1, the TurbSim generating stochastic full-field turbulent wind data, the PreComp calculating structural and dynamic properties of composite blade and the BModes making mode shapes of blade and tower are explained respectively.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.369-374
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• 2016

본 연구에서는 굽힘-비틀림 커플링(bend-twist coupled, BTC) 설계개념을 적용한 10 MW급 복합재 풍력 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다. BTC 설계개념은 동적 하중 상황에서 블레이드의 굽힘과 비틀림 거동 사이의 연동을 유도하여, 단면 받음각 변화에 의한 수동적인 적응 하중저감이 가능하다. 인자연구를 통해 최적의 BTC 설계인자를 추출하여 블레이드 구조설계에 적용하였다. BTC 개념이 동적 하중 감소에 미치는 영향을 가늠하기 위해 블레이드 루트 부에서의 피로등가하중을 계산한 결과, BTC 개념이 적용된 블레이드를 적용한 경우 피로등가하중이 2-3% 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었다. BTC 효과를 시험적으로 검증하기 위해 1:29 비율의 블레이드 stiffener 축소모델을 제작하였으며, 정하중 시험을 통해 처짐 거동 시 끝단에서의 비틀림을 측정하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.240-244
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• 2017

가스터빈 엔진의 구성품 개발단계에서 블레이드의 Aeromechanics 시험은 블레이드 진동설계와 구조 안정성 검증 프로세스 사이에서 중요한 연결 고리를 제공한다. 이 전제에 근거하여 본 연구에서는 NSMS(Non-Intrusive Stress Measuring Systems)를 축류 압축기 구성품 시험리그에 적용하여 Tip Timing 센서가 장착된 단에서 모든 블레이드의 정적/동적 변위를 시험적으로 측정하였다. 진동 특성 분석을 통해 블레이드 고주기 손상을 유발할 수 있는 피로임계위치(Fatigue Critical Location)에서의 진동 응력을 평가하였으며, 공력가진에 의한 비동기 진동응답 및 개별 블레이드 Mistuning 패턴을 제시하였다.

• Composites Research
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• 제32권4호
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• pp.191-198
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• 2019

헬리콥터의 주 로터 블레이드는 헬리콥터의 양력과 추력을 발생시키는 구조물로, 헬리콥터의 성능을 좌우하는 중요한 구조 구성품이다. 헬리콥터의 기계적 특성값은 헬리콥터 성능해석 단계에 활용되는 중요한 매개변수이나 대부분의 로터 블레이드는 복합재 등과 같은 여러가지 재료의 조합으로 제작되므로 기계적 특성값을 추정하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에서는 유한요소해석과 실험적 방법을 통하여 무인 헬기 복합재 로터 블레이드의 단면별 휘임 및 비틀림 강성도를 취득하였다. 유한요소해석을 통해 요소 강성 행렬과 하중-변위 관계식을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였으며, 스트레인 게이지를 이용한 휘임 및 비틀림 시험에서 구한 변형률 값을 이용하여 단면별 강성도를 계산하였다. 유한요소해석으로 계산한 단면별 강성도와 시험 결과를 이용하여 계산한 단면별 강성도가 잘 일치함을 확인하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권4호
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• pp.512-521
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• 2002

The flap-lag-torsion coupled aeroelastic behavior of a hingeless rotor blade with composite flexures in hovering flight has been investigated by using the finite element method. The quasisteady strip theory with dynamic inflow effects is used to obtain the aerodynamic loads acting on the blade. The governing differential equations of motion undergoing moderately large displacements and rotations are derived using the Hamilton's principle. The flexures used in the present model are composed of two composite plates which are rigidly attached together. The lead-lag flexure is located inboard of the flap flexure. A mixed warping model that combines the St. Versant torsion and the Vlasov torsion is developed to describe the twist behavior of the composite flexure. Numerical simulations are carried out to correlate the present results with experimental test data and also to identify the effects of structural couplings of the composite flexures on the aeroelastic stability of the blade. The prediction results agree well with other experimental data. The effects of elastic couplings such as pitch-flap, pitch-lag, and flap-lag couplings on the stability behavior of the composite blades are also investigated.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.45-55
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• 2023

본 연구에서는 V-22 Osprey 틸트로터의 25% 축소 모델인 TRAM에 대하여 회전익기 통합 해석 코드인 CAMRAD II를 이용하여 프롭로터의 Aeromechanics 모델링과 블레이드 및 피치 링크에 대한 구조 하중 해석을 수행한 후, DNW 풍동 시험 및 선행 해석 연구 결과와 상호 비교하였다. 본 연구에서는 저속 전진 비행 시 블레이드 플랩 굽힘 모멘트의 구조 하중 및 진동 하중 변화를 풍동 시험 결과에 대하여 비교적 잘 예측하였다. 리드-래그 굽힘 및 비틀림 모멘트의 구조 하중 및 진동 하중 해석은 풍동 시험과 다소 다르게 얻어졌으나, 평균값을 제거하였을 때 로터 회전 한 바퀴당 구조 하중 해석 결과가 풍동 시험 및 선행 해석 연구와 비교적 유사하였다. 피치 링크의 구조 하중 및 진동 하중 해석은 전반적으로 선행 연구의 시험 및 해석 결과와 유사하게 얻어졌다. 마지막으로 블레이드 구조 진동 하중의 조화 성분 해석 및 비교를 통하여 블레이드 리드-래그 굽힘 및 비틀림 모멘트의 오차 발생 원인을 분석하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.86-93
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• 2023

일반적으로 발사체의 페어링, 위성체 및 단 분리와 더불어 위성체의 전개형 구조물 분리 시 높은 신뢰도의 화약폭발 기반 파이로 분리장치가 주로 적용되고 있다. 이로부터 발생되는 파이로 충격은 짧은 시간에 높은 진폭의 하중이 발생함으로써, 위성 전장품 등 주요 탑재장비에 일시적 또는 영구적 손상을 유발하여 임무 실패를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 파이로 구속분리장치의 폭발 시 전달되는 충격하중 저감을 목적으로 저강성 블레이드 기반 충격저감장치를 제안하였다. 설계의 주안점은 저강성 블레이드 적용에 따라 발사진동환경 하 구조건전성 확보에 취약한 문제점을 해결하기 위해 고댐핑 특성 구현이 가능하도록 점탄성 테이프를 이용한 적층형 구조를 적용함에 있다. 상기 충격저감장치의 설계 유효성은 낙하추를 이용한 충격시험을 통해 입증하였으며, 발사진동환경 하 구조건전성은 전개형 구조물 모사 모델을 적용한 하중조건에서의 구조해석을 통해 평가를 수행하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.602-606
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• 2011

In this study, operational vibration experiment and analysis have been conducted for the 4-blade small vertical-axis wind turbine (VAWT) including the effect of tower elastic behavior. Computational structural dynamics analysis method is applied to obtain Campbell diagram for the VAWT with elastic tower. An open type wind-tunnel is used to change and keep the wind velocity during the ground test. Equivalent reduced elastic tower is supported to the VAWT so that the elastic stiffness effect of the tower can be reflected to the present vibration experiment. Various excitation sources with aerodynamic forces are considered and the dominant operating vibration phenomena are physically investigated in detail.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.75-84
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• 2015

This paper presents the dimensionless wall distance, y+ effect on SST turbulent model for wind turbine blade. The National Renewable Energy Laboratory (NREL) Phase VI wind turbine was used for the study, which the wind tunnel and structural test data has publicly available. The near wall treatment and turbulent characteristics have important role for proper CFD simulation. Most of the CFD development in this area is focused on advanced turbulence model closures including second moment closure models, and so called Low-Reynolds (low-Re) number and two-layer turbulence models. However, in many cases CFD aerodynamic predictions based on these standard models still show a large degree of uncertainty, which can be attributed to the use of the $\epsilon$-equation as the turbulence scale equation and the associated limitations of the near wall treatment. The present paper demonstrates the y+ definition effect on SST (Shear Stress Transport) turbulent model with advanced automatic near wall treatment model and Gamma theta transitional model for transition from lamina to turbulent flow using commercial ANSYS-CFX. In all cases the SST model shows to be superior, as it gives more accurate predictions and is less sensitive to grid variations.

• 한국추진공학회지
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• 제4권1호
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• pp.93-101
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• 2000

엔진 운용 중에 유로(flow Path)에 놓여 있는 팬 블레이드(blade)들은 많은 외부하중에 노출되어 있어서 고주기 피로(high cycle fatigue)에 의한 피로 파괴의 위험성이 크다. 그 중 가장 중요하게 평가되는 것이 주기적인 가진력에 의한 공진 현상과 그에 따른 피로파괴 가능성이다. 본 논문에서는 유동장 (flow field)이 지주(struts)에 의해 영향을 받게 되고, 이러한 유동장의 분포가 지주 후방에서 주기함수 형태로 팬 블레이드를 가진 할 때, 팬 블레이드에서의 진동 응답 특성과 구조적인 안정성을 평가하였다. 팬 블레이드의 피로강도를 시험적으로 평가하고, 팬 블레이드 전방 지주에 의한 공기 가진력을 가정하여 유한 요소 해석을 통한 구조적 안정성을 평가하였다. 그리고 엔진 시험에서 측정된 서지 압력 하중을 팬 블레이드의 유한요소 모델에 적용하여 구조적 영향을 평가함으로써 팬 블레이드의 구조적인 안정성을 확인하였다.