• 소음진동
• /
• 제8권3호
• /
• pp.477-484
• /
• 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.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.108-111
• /
• 2004

Structural dynamic characteristics and aeroelastic stability of a small-scale bearingless rotor system have been investigated. A flexbeam is one of the most important component of bearingless hub system. It must have sufficient torsional flexibility as well as baseline stiffness in order to produce feathering motion. In the present paper, a cross-shaped composite flexbeam has been proposed for a guarantee of torsional flexibility and flapwise and lagwise bending stiffness. One dimensional elastic beam model was used for the construction of a structural model. Equivalent isotropic sectional stiffness was used in the blade model, and the flexbeam was regarded as anisotropic; which has ten independent stiffness quantities. CAMRAD II has been used for the analysis of structural dynamic characteristics of the bearingless rotor system. Rotational natural frequencies and aeroelastic stability at hovering have been investigated. Analysis result shows that the cross-shaped flexbeam has the rotational natural frequency tuning capacity.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.72-78
• /
• 2008

본 연구에서는 블레이드 구조 변형 효과를 고려하여 스테이터-로터 상호간섭 케스케이드 모델의 성능평가를 위한 유체-구조 연계해석 시스템을 개발하였다. 고정된 스테이터와 회전하는 로터는 상호간섭 영향이 유동해석에 고려되었으며, 레이놀즈-평균화 난류 방정식인 Spalart-Allmaras 모델과 k-ω SST 난류 모델이 압축성 유동박리 효과를 고려한 유동하중을 예측하기 위해 적용되었다. 정적인 유체-구조 연계해석과 수렴율 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공 감쇠를 가지는 연계 Newmark 시간적분 기법을 적용하였다. 수치실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드 모델에 대한 성능예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력탄성학적 영향을 고찰하였다.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2024

본 논문에서는 회전익 블레이드의 단면 구조 정보를 통해 블레이드의 단면 강성을 예측하고, 재료 정보를 이용하여 단면 강성을 예측할 수 있는 심층 신경망 기반 네트워크 예측 모델의 설계 및 적절성 검토를 수행하였다. 재료 정보를 네트워크 입력으로 갖는 예측 모델의 경우, 블레이드 단면 부재 재료의 탄성 계수를 네트워크의 입력으로 고려하여 단면 강성을 예측하도록 설계하였다. 또한, 단면 구조 정보를 네트워크 입력으로 갖는 예측 모델의 경우, 블레이드의 단면을 구성하는 단면 부재의 위치와 두께 정보를 네트워크 입력으로 고려하여 단면 강성을 예측하도록 설계하였다. 각 예측 모델은 심층신경망 구조를 기반으로 설계하였으며, 단면 해석 프로그램인 KSAC2D를 통한 단면 해석 결과를 네트워크의 훈련 및 검증 데이터로 사용하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제50권2호
• /
• pp.111-118
• /
• 2022

전기-기계식 구동기(EMA)는 전기 모터와 기계적 동력전달 요소를 결합한 것으로 설계 자유도와 유지보수 측면에서 도심 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 본 논문에서는 UAM의 로터 블레이드 피치각을 조종하는 EMA에 대한 연구 결과를 제시한다. 구동기는 역구동형 롤러 스크류를 기반하며, 2절 링크를 통하여 블레이드 피치각을 조종한다. 구동기만의 동역학과 이것을 포함한 블레이드 피치운동의 동역학 방정식을 유도하였다. 블레이드 피치 동역학 방정식의 경우 링크의 영향으로 등가 관성모멘트는 링크 각도에 따라 변한다. 넛트 운동의 관점과 블레이드 피치 운동의 관점에서 등가 관성모멘트의 변동을 분석·비교하는 과정을 제시하였다. 사례로 선정한 모델의 경우에 전자의 등가 관성모멘트 변동이 후자에 비하여 작았으며, 그래서 넛트 운동의 관점에서 유도한 모델이 제어기 설계에 적합하다고 판단한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(2)
• /
• pp.973-976
• /
• 2003

전북 부안군에 설치된 30kW급Dual-rotor 풍력발전기의 Main Rotor Blade를 대상으로 공기역학적 모델링을 하였다. 각종 바람 상황과 풍속에 따라 변화하는 RPM 상황을 고려하여 전산모의 실험을 수행하였다. 또한 출력성능을 향상시키기 위하여 최대 출력을 계산하고 이를 추종하도록 하는 직접 출력 제어 알고리즘을 제안하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제32권3호
• /
• pp.267-281
• /
• 2021

Bending-twisting coupling induced in big composite wind turbine blades is one of the passive control mechanisms which is exploited to mitigate loads incurred due to deformation of the blades. In the present study, flutter characteristics of bend-twist coupled blades, designed for load alleviation in wind turbine systems, are investigated by time-domain analysis. For this purpose, a baseline full GFRP blade, a bend-twist coupled full GFRP blade, and a hybrid GFRP and CFRP bend-twist coupled blade is designed for load reduction purpose for a 5 MW wind turbine model that is set up in the wind turbine multi-body dynamic code PHATAS. For the study of flutter characteristics of the blades, an over-speed analysis of the wind turbine system is performed without using any blade control and applying slowly increasing wind velocity. A detailed procedure of obtaining the flutter wind and rotational speeds from the time responses of the rotational speed of the rotor, flapwise and torsional deformation of the blade tip, and angle of attack and lift coefficient of the tip section of the blade is explained. Results show that flutter wind and rotational speeds of bend-twist coupled blades are lower than the flutter wind and rotational speeds of the baseline blade mainly due to the kinematic coupling between the bending and torsional deformation in bend-twist coupled blades.

• 동력기계공학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2005

Numerical analysis of three-dimensional viscous flow-fields in the turbine rotor passages was carried out to investigate flow physics including the interaction between secondary vortices, tip leakage vortex, and the rotor wake. The blade tip geometry was accurately modeled adopting the embedded H grid system. An explicit four-stage Runge-Kutta scheme was used for the time integration of both the mean flow and turbulence equations. The computational results for the entire turbine rotor flows, particularly the tip clearance flow and the secondary flows, were interpreted and compared with the experimental data from the Penn State turbine stage. The predictions for major features of the flow field have been found to be in good agreement with the experimental data.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제21권6호
• /
• pp.981-987
• /
• 1997

Modern helicopter rotor blades with non-homogeneous cross section composed of anisotropic material rquire highly sophisticated structural analysis. Variation in cross section geometry makes this task of analysis more complicated. Since rotor blades generally are much longer than their lateral dimensions, one-dimensional models seem feasible, at least from a computational point of view. Therefore determination of the principal coordinate system is very important to remove the structural coupling for one-dimensional beam modelling. In this study, shear center, and principal direction. The method will be verified by comparing the results with confirmed experimental results.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.412-418
• /
• 2011

The scale of wind turbines has continuously increased over the last decade. Especially, the rapid growth of the rotor diameter has brought about the increase of the tower height and the load on the rotor blade, as can be seen in the case of a 5MW class wind turbine with 126m rotor diameter. This trend means the increasing possibility of system failure. In addition to that, it is impossible for human operators to stay and manage all the turbines in the case of a large-scale wind farm. For these reasons, the operation and maintenance technology is getting more importance. In this paper, we present an unmanned remote monitoring system for MW class wind turbines and its application to YeungHeung wind test bed.