• 풍력에너지저널
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• 제2권1호
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• pp.74-81
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• 2011

This paper deals with the application of LQ control to the power curve tracking control of wind turbine. However, two more additional tasks are required to apply the LQR theory to wind turbine control. One is the tracking problem instead of regulation, because the wind turbine is controlled as variable speed and variable pitch. The other is LQ integral control., because the rotor speed should be tightly controlled without any steady state error. Starting from the analysis of wind characteristics, design requirement of a wind turbine control system is defined. A design procedure of LQ tracking with integral control is introduced. The performance of LQ tracking system is analyzed and evaluated by numeric simulation.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.42-48
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• 2015

To improve the core technology of the micro gas turbine, the performance test facility was developed. This paper is focusing on the explanation of the characteristics of micro gas turbine and its assist devices. Major part of micro gas turbine were radial type of compressor, annular type of combustor, radial type of turbine, thrust foil bearing, radial foil bearing and generator. The assist devices were consist of exhaust duct, inverter, data acquisition system, load bank and test cell. Before building up the test facility, the component test was previously conducted to confirm the component performance. After the test facility was prepared, the motoring test was conducted to investigate the rotor dynamic characteristics of the micro gas turbine. Also, the part load performance test was performed. With a developed micro gas turbine test facility, the improved core technology about the micro gas turbine can be suggested to the related industries.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.661-668
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• 2015

본 연구에서는 풍력발전분야의 블레이드 공력설계 및 성능해석에 적용되고 있는 날개요소운동량이론을 이용한 조류터빈 블레이드 형상설계 방법론을 제시하였으며, S814 단일 에어포일로 구성된 2 블레이드 형식의 1MW급 수평축 블레이드 형상설계 결과를 제시하였다. 조류터빈 블레이드는 해양환경에서 운전되는 특성 상 블레이드 팁 근방에서 캐비테이션 발생으로 인한 문제가 상존하므로, 설계초기단계에서 신중히 고려되어야 한다. 본 연구를 통해 설계된 1MW 조류터빈 블레이드의 유동특성분석 및 출력성능해석을 위해 캐비테이션 모델이 고려된 CFD 해석을 수행하였으며, 블레이드 팁 근방 흡입 면 및 압력 면에서 캐비테이션이 발생하고 있음을 확인하였다. 최대 출력계수는 설계 주속비 7의 조건에서 47%로 나타났다.

• Wind and Structures
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• 제17권6호
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• pp.647-670
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• 2013

The paper presents a numerical approach to study of fluid flow characteristics and to predict performance of wind turbines. The numerical model is based on Finite-volume method (FVM) discretization of unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes (URANS) equations. The movement of turbine blades is modeled using moving mesh technique. The turbulence is modeled using commonly used turbulence models: Renormalization Group (RNG) k-${\varepsilon}$ turbulence model and the standard k-${\varepsilon}$ and k-${\omega}$ turbulence models. The model is validated with the experimental data over a large range of tip-speed to wind ratio (TSR) and blade pitch angles. In order to demonstrate the use of numerical method as a tool for designing wind turbines, two dimensional (2-D) and three-dimensional (3-D) simulations are carried out to study the flow through a small scale Darrieus type H-rotor Vertical Axis Wind Turbine (VAWT). The flows predictions are used to determine the performance of the turbine. The turbine consists of 3-symmetrical NACA0022 blades. A number of simulations are performed for a range of approaching angles and wind speeds. This numerical study highlights the concerns with the self-starting capabilities of the present VAWT turbine. However results also indicate that self-starting capabilities of the turbine can be increased when the mounted angle of attack of the blades is increased. The 2-D simulations using the presented model can successfully be used at preliminary stage of turbine design to compare performance of the turbine for different design and operating parameters, whereas 3-D studies are preferred for the final design.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권9호
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• pp.796-805
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• 2016

본 연구는 헬리콥터 비행 시뮬레이터 개발의 첫 번째 단계의 일환으로 비행 운동 모델의 비행조종성을 해석적으로 평가한다. 비행 운동 모델은 시뮬레이터의 목표 항공기인 AS365 N2의 공개 정보를 사용하여 생성하였다. 해당 비행 시뮬레이터는 소방 임무에 대한 조종사 교육 및 연구 도구로 개발 중이다. 모델의 평가는 비행 시험 데이터를 통한 검증이 이루어지기 전에 모델의 비행 특성과 다음 개발 단계로의 적합성을 평가하기 위하여 수행된다. 평가는 항공기분류, 임무 및 환경을 고려하여 ADS-33E-PRF(Aeroautical Design Standard Performance Specification Handling Qualities Requirement)의 기준에 의거하여 수행한다. 항공기의 해석적 비행은 규정에 대한 적합성 평가를 위해 요구되는 혹은 권장되는 비행시험절차를 따른다. 평가 결과는 ADS-33E-PRF에 명시된 조종성 등급에 따라 평가되는데 RotorLibFDM을 기반으로 생성된 비행 운동 모델이 헬기 비행에 대한 기본 교육과 연구로 사용될 수 있는 일반적인 헬리콥터 시뮬레이터에 대한 만족스러운 플랫폼을 제공함이 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.472-482
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• 2019

본 논문은 수중용 TAS윈치 전개/회수 성능 안정화 방안에 대한 내용을 서술하고 있다. TAS윈치는 함미에 장착되어 자함과 이격되어 운용되는 센서, 예인케이블 및 꼬리로프의 전개/회수 기능을 수행하고, TAS에 대한 전원공급 경로, 수중환경 정보 및 수신된 음향신호 송/수신을 위한 데이터 전송 경로 제공 역할을 수행한다. TAS윈치 시험평가 과정에서 간헐적으로 TAS 전개 중 멈춤현상 및 회전속도 변동현상이 식별되었다. TAS 전개/회수에 필요한 토크를 제공하는 구성요소인 윈치모터에 대한 고장분석 결과, 구성품 중 회전자의 정렬 틀어짐으로 인한 편심현상에 따른 자기장 왜곡이 발생한 것을 확인하였다. 자기장 왜곡 발생 방지를 위해 윈치모터 회전자 및 슬립링 등 윈치모터 구성품의 고정성 향상 방안을 제안하였다. 제안된 방안에 대한 신뢰성 확보를 위해 LBTS 환경에서 TAS윈치 운용환경을 모사하여 TAS윈치 전개/회수 성능을 검증하였다. 최종적으로 TAS윈치 전개/회수 성능 뿐만 아니라 해상에서 TAS윈치를 운용할 경우 요구되는 함 속력 및 타각별 TAS 지속 운용능력과 같은 여러 가지 항목에 대한 해상 시험평가를 수행함으로써 설계 요구조건 만족 및 제안 방안에 대한 타당성을 검증하였다.

• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.681-689
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• 2020

본 논문에서는 유도형 탄약의 모사 기체를 제작하고 공중에서 탄체에 롤축 회전을 인가한 뒤 롤축 저속 회전 중인 탄체의 롤각 추정 성능을 실험적으로 검증한 방법과 결과를 소개한다. 멀티로터형 무인기를 모선으로 사용해 유도형 탄약 모사 기체에 초기 속도와 고도를 부여하였으며 탄체 투하, 탄체 회전, 롤각 추정 및 안정화로 이어지는 비행 시험 시나리오를 통해 롤각 추정 결과를 분석한다. 약 200m의 고도에서 수평 방향으로 15m/s의 속력으로 탄체를 투하한 뒤 내부의 반동차(Reaction Wheel)를 사용하여 탄체를 회전시켰으며 특히, 상용 GPS/INS와의 비교를 통해 롤각 추정 결과를 제시한다. 아울러, 반동차를 이용하여 공중에서 탄체를 롤축 회전시키는 메커니즘들을 비교하고 실제 구현한 결과도 소개한다.

• KIEE International Transactions on Power Engineering
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• 제3A권1호
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• pp.27-34
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• 2003

In this paper, the power conditioner composed of the stand-alone single-phase squirrel cage rotor type self-excited induction generator (SEIG) driven by prime movers such as a wind turbine and a micro gas turbine (MGT) is presented by using the steady-state circuit analysis based on the two nodal admittance approaches using the per-unit frequency in addition to a new state variable defined by the per-unit slip frequency along with its performance evaluations for the stand-alone energy utilizations. The stande-alone single-phase SEIG operating performances in unregulated voltage control loop are then evaluated on line under the conditions of the speed change transients of the prime mover and the stand-alone electrical passive load power variations with the simple theoretical analysis and the efficient computation processing procedures described in the part I of this paper. In addition, a feasuible PI controlled feedback closed-loop voltage regulation scheme of the stande-alone single-phase SEIG is designed on the basis of the static VAR compensate. (SVC) and discussed in experiment for the promising stand-alone power conditioner. The experimental operating performance results are illustrated and give good agreements with the simulation ones. The simulation and experimental results of the stand-alone single-phase SEIG with the simple SVC controller for its stabilized voltage regulation prove the practical effectiveness of the additional SVC control loop scheme including the PI controller with fast response characteristics and steady-sate performance improvements.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제4권2호
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• pp.271-288
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• 2011

The mathematical modelling of screw compressor processes and its implementation in their design began about 30 years ago with the publication of several pioneering papers on this topic, mainly at Purdue Compressor Conferences. This led to the gradual introduction of computer aided design, which, in turn, resulted in huge improvements in these machines, especially in oil-flooded air compressors, where the market is very competitive. A review of progress in such methods is presented in this paper together with their application in successful compressor designs. As a result of their introduction, even small details are now considered significant in efforts to improve performance and reduce costs. Despite this, there are still possibilities to introduce new methods and procedures for improved rotor profiles, design optimisation for each specified duty and specialized compressor design, all of which can lead to a better product and new areas of application. A review of methods and procedures which lead to modern screw compressor practice is presented in this paper. This paper is intended to give a cross section through activities being done in mathematical modelling of screw compressor process through last five decades. It is expected to serve as a basis for further contributions in the area and as a challenge to the forthcoming generations of scientists and engineers to concentrate their efforts in finding future and more extended approaches and submit their contributions.