• 제목/요약/키워드: Optimization Twist

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1MW급 풍력 터빈 블레이드의 허브 및 드라이브 트레인 공력 하중 해석 (Aerodynamic Load Analysis at Hub and Drive Train for 1MW HAWT Blade)

  • 조봉현;이창수;최성옥;유기완
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.25-32
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    • 2005
  • 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.

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소형풍력발전기용 블레이드 공력설계 프로그램 개발 (Development of an aerodynamic design program for a small wind turbine blade)

  • 윤진용;백인수;유능수
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.40-47
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    • 2013
  • An aerodynamic design tool was developed for small wind turbine blades based on the blade element momentum theory. The lift and drag coefficients of blades that are needed for aerodynamic blade design were obtained in real time from the Xfoil program developed at University of Illinois. While running, the developed tool automatically accesses the Xfoil program, runs it with proper aerodynamic and airfoil properties, and finally obtains lift and drag coefficients. The obtained aerodynamic coefficients are then used to find out optimal twist angles and chord lengths of the airfoils. The developed tool was used to design a wind turbine blade using low Reynolds number airfoils, SG6040 and SG6043 to have its maximum power coefficient at a specified tip speed ratio. The performance of the blade was verified by a commercial code well known for its prediction accuracies.

정특성 및 동특성 해석을 통한 고속세탁기 주축의 형상 최적화 (The Shape Optimization of washing Machine Shaft for High-Speed Rotation through Analysis of Static and Dynamic Characteristics)

  • 김의수;이정민;김병민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.132-139
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    • 2008
  • To meet demand of big capacity and high speed rotation for washing machine, more stress from bending and twisting are complexly loaded onto the shaft supporting the horizontal drum, causing problems in fracture strength and fatigue life. Also, Vibration occurs due to the frequency of the rotating parts. But, shaft has various design factors such as diameter and distance between bearings according to configuration of shaft, the optimal values can't be easily determined. Using a design of experiment (DOE) based on the FEM (Finite Element Method), which has several advantages such as less computing, high accuracy performance and usefulness, this study was performed investigating the interaction effect between the various design factor as well as the main effect of the each design factor under bending, twist and vibration and proposed optimum design using center composition method among response surface derived from regression equation of simulation-based DOE.

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.

상반전 조류발전 터빈의 형상설계 및 성능예측에 관한 연구 (A Study on the Performance Estimation and Shape Design of a Counter-Rotating Tidal Current Turbine)

  • 김문오;김유택;이영호
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.586-592
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    • 2014
  • 본 연구에서는 BEMT(Blade Element Momentum Theory)에 의해 우선 정격 출력 100 kW인 수평축 조류 발전용 단일 터빈에대한 기본 형상 설계를 진행하고, CFD 해석을 통해 블레이드 주변 유동특성 파악 및 출력 성능 예측을 하였다. 기본적인 에어포일은 FFA-W3-301, DU-93-W210, NACA-63418을 사용하였다. 이를 바탕으로 상반회전 터빈의 특성을 고찰한 결과, 설계 주속비 5.17에서 최대 출력계수는 0.495이며, 터빈의 출력은 101.82 kW를 얻었다.