• 한국풍공학회지
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• 제22권4호
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• pp.163-169
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• 2018

본 연구에서는 운전 정지 상태로 회전하지 않는 수평축 해상 풍력터빈 로터에서 발생하는 풍하중을 풍속, 요 각도, 방위각, 피치 각도를 달리하면서 대기경계층 내에서 작동하는 조건으로 평가하였다. 하중 예측 결과의 검증을 위해 단순화 한 블레이드 형상에 대한 블레이드 요소이론과 단순 계산치를 이용하여 얻어낸 공력 하중을 상호 비교하였으며, 코드와 비틀림 각도가 블레이드 스팬 방향에 따라 변하는 NREL 5 MW급 대형풍력터빈 로터에 대해서는 NREL에서 개발한 FAST 해석 결과와 본 연구의 해석 결과를 비교함으로써 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 로터의 하중은 허브 중심을 원점으로 하는 고정된 3축 좌표계에 대해서 힘과 모멘트로 표현되는 6분력 하중으로 나타내었다. 따라서 이 결과는 풍력터빈 시스템의 동적 거동 해석과 로터에서 발생되는 전도 모멘트를 견디기 위해 필요한 지지 구조물의 기초하중 자료로 적용할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권10호
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• pp.884-890
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• 2007

10 kW급 수평축 풍력 터빈의 로터를 개발하기 위해 블레이드의 공력 설계 절차를 체계적으로 연구하고 실행하였다. 운동량 이론과 깃 요소법에 근거한 역 설계 방법을 확립하고, 이를 이용하여 주어진 공력 분포에 따른 근사 최적 형상을 설계하였다. 설계된 형상은 공군사관학교의 풍동에서 검증되었고, 본 설계를 통하여 실제로 제작된 로터로부터 실측 데이터를 취득하여 비교하였다. 본 연구를 통하여 저자들은 풍력 터빈 블레이드의 설계 방법에 대한 체계적 기술을 축적하고, 나아가 같은 방법을 중대형 시스템으로 확장하기 위한 기술적 노하우를 취득하였다.

• 소음진동
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• 제8권3호
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• pp.477-484
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• 1998

An analytical procedure on the base of the substructure synthesis and assumed modes method is developed to investigate the flexibility effect of bladed disk assembly on vibrational modes of flexible rotor system. In modeling the system, Coriolis forces, gyroscopic moments, and centrifugal stiffening effects are taken into account. The coupled vibrations between the shaft and bladed disk are then extensively investigated through the numerical simulation of simplified models, with varying the shaft rotational speed and the prewist and stagger angles of the blade. It is found that the Coriolis and inertia forces and the inertia torque, which are induced by the one nodal diameter modes of the bladed disk and vary depending upon the stagger and prewist angles, lead to the coupled motions of the shaft and the bladed disk.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.491-498
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• 2004

Lift Fan Engines of JAXA's conceptual Jet VTOL aircraft have a very small bellmouse shape air intake, which make some differences in aerodynamic design of the blades. To obtain a better rotor or stator blade design, this paper performs a numerical analysis of the throughflow on a lift fan as a two-dimensional axisymmetrical flow. Based on the last report focusing on the air intake's influence on the throughflow, a more realistic bellmouse air intake case is treated to reconsider the influence on the throughflow by the small bellmouse air intake. Three work input patterns are tested to reduce some problematic influences on the throughflow or blade designs. The obtained result shows one of acceptable blade designs for the lift fan engine.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.7-16
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• 2007

An axial-type fan which operates at the relative total pressure of 671Pa and static pressure of 560Pa with the flow rate of $416.6m^3/min$ is developed with an optimization technique based on the gradient method. Prior to the optimization of fan blade, a three-dimensional axial-type fan blade is designed based on the free-vortex method along the radial direction. Twelve design variables are applied to the optimization of the rotor blade, and one design variable is selected for optimizing a stator which is located behind of the rotor and is used to support a fan driving motor. The total and static pressure are applied to the restriction condition with the operating flowrate on the design point, and the efficiency is chosen as the response variable to be maximized. Through these procedures, an initial axial-fan blade designed by the free vortex method is modified to increase the efficiency with the satisfaction of the operating condition. The optimized fan is tested to compare the aerodynamic performance with an imported same class fan. The test result shows that the optimized fan operates with the satisfaction of restriction conditions, but the imported fan cannot. From the experimental and numerical test, they show that this optimization method improves the fan efficiency and operating pressures of a fan designed by the classical fan design method.

• 대한기계학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.153-160
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• 1983

The flows in an axial flow turbomachine are calculated numerically in the two sets of flow surfaces of H-S and B-B surfaces assuming that the flow is axisymmetric. The calculation is performed by regarding the governing equations as the quasi-Poisson's equations and using the finite element method for the flow regions divided into triangular elements. The results of numerical calculation agree comparatively well with the experimental results and it has been found that the distribution of an axial velocity component at the rotor exit is not necessarily uniform under the influences of the inlet guide vanes and the front shape of the hub even if the rotor is designed by the free-vortex theory. Also it has been found that the existence of the optimum value of the blade number can be estimated from the results of calculation of deviation angles at rotor exit if we consider the viscous flow-loss, and that the flows of B-B surfaces are affected very sensitively by the degree of satisfaction of Kutta condition.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.117-122
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• 2012

액체로켓 엔진의 시동과 종료 시, 터빈에 가해지는 열충격을 완화시키기 위해 초음속 충동형 터빈로터의 일체형 슈라우드를 여러 조각으로 분할하는 방법을 고안하였다. 구조해석 수행결과 슈라우드 분할은 동익의 허브와 팁에 나타나는 소성변형량을 크게 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 슈라우드 분할은 의도하지 않은 누설손실로 인해 성능손실이 불가피하며 이에 대한 정량적인 성능감소를 측정하기 위해 다양한 슈라우드 분할 형상에 대해 시험을 수행하였다. 연구대상 터빈의 경우 슈라우드 분할 수를 최대로 할 경우 설계점 효율은 2.65% 비율로 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.51-56
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• 2013

본 논문은 철도 차량에 사용하는 라인 플로우 팬의 소음 저감을 위해 소음원을 규명하여 저감하는 실험적인 연구이다. 라인 플로우 팬의 소음은 공기 유동에 의한 난류성 유동 및 랜덤성 소음, 블레이드 통과 주파수(681Hz)의 소음, 모터 회전에 의한 로터의 불균형(28.4Hz)의 구조물 진동에 의한 소음 등 여러 요인에 의해 발생된다. 각각의 소음원에 대해 대책을 수립하여 하우징 가이드 각도 및 거리 조정, 유동 통로의 형상 변경, 로터 밸런싱을 통해 총 5.7dB(A)의 소음을 저감하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.72-77
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• 2014

Because of overload working condition of sintering cooler, the cooler fan often suffers the break or damage of rotor blade and fixing shaft. Therefore, internal flow characteristics of a steelworks sintering cooler fan by the duct shape of the cooler fan outlet, such as duct outlet opening ratio, duct height and dividing wall shape on the duct outlet flow pattern are examined in detail. The results show that relatively short duct wall height and attachment of dividing wall shape improves flow patterns considerably.