In case of the limitation of Deep RIE fabrication far Micro Gas Turbine, bearing aspect ratio is limited in very small value. The characteristics such as pressure distribution, load capacity and non-linearity of a short bearing of L/D=0.083 and a conventional bearing of L/D=1.0 with coupled boundary effects are investigated for Micro Gas Turbine bearings. The coupled effect was analyzed by mass conservation at coupled end area. The results, increasing load capacity and non-linearity due to the coupled effect of thrust and journal bearing, are obtained and the selection of journal bearing type is discussed.
This paper reports a method to modify the gear tooth profile of a wind turbine gearbox to reduce the noise caused by the impact of the gear teeth. The major causes of tooth impact are the elastic deformation of the gear teeth, shafts, and case of the gearbox under loading, and the fabrication tolerances in gear manufacturing. In this study, the tooth profile was modified considering the elastic deformation of the gear tooth and the tooth lead modification to compensate for tooth interference in the lead direction as a result of shaft deformations. The method was applied to the gearbox of a 2.5MW wind turbine, and the transmission error was characterized before and after modifying the gear teeth. For the modified gear teeth, the transmission error (67.6%) was lower by 17.8%. Additionally, the gear contact stress was reduced by 6.3%, to 22.3%.
The computational fluid dynamic is used to explore new aspects of the hill flow. This analysis focuses on flow dependency and the comparison of results from measurements and simulations to show an optimization turbulent model and the possibility of replacing measurements with simulations. The first half of the paper investigates a suitable turbulence model for determining a suitable site for a wind turbine. Results of the standard k-${\varepsilon}$ model are compared precisely with the measurements taken in front of the hilltop, The Reynolds Stress Model showed exact results after 1.0 times of hill steepness but the standard k-${\varepsilon}$ model and standard k-${\omega}$ model showed greater underestimation. In addition, velocity flow over Pha Taem hill topography and the reference geometry shape were compared to find a suitable site for a turbine in case the actual hill structure was associated with the trapezoid geometric shape. Further study of geometry shaped hills and suitable sites for wind turbines will be reported elsewhere.
Angular misalignment is one of the important causes for shaft vibration of turbine-generator in 1000MW nuclear power plant. It may cause the plant unexpected shutdown and subsequent accident. The change of dynamic characteristics in journal bearing and rotor due to angular misalignment in high pressure turbine is analyzed. The stiffness/damping coefficients of journal bearing increase as angular misalignment. Subsequently the natural frequency of HP turbine is changed. It was found that the natural frequency may locate near 2 times operating frequency in case of severe misalignment.
For axial-type turbines which operate at partial admission, a performance prediction model is developed. In this study, losses generated within the turbine are classified to windage loss, expansion loss and mixing loss. The developed loss model is compared with experimental results. Particularly, if a turbine operates at a very low partial admission rate, a circular-type nozzle is more efficient than a rectangular-type nozzle. For this case, a performance prediction model is developed and an experiment is conducted with the circular-type nozzle. The predicted result is compared with the measured performance, and the developed model quite well agrees with the experimental results. So the developed model could be applied to predict the performance of axial-type turbines which operate at various partial admission rates or with different nozzle shape.
Offshore wind energy is gaining more and more attention during this decade. For the countries with coast sites, the water depth is significantly large. This causes attention to the floating wind turbine. Offshore wind turbines are designed and analyzed using comprehensive simulation codes that account for the coupled dynamics of the wind inflow, aerodynamics, elasticity and controls of the wind turbine, along with the incident waves, sea current, hydrodynamics, and foundation dynamics of the support structures. In this work, a three-bladed 5MW upwind wind turbine installed on a floating spar buoy in 320m of water is studied by using of fully coupled aero-hydro-servo-elastic simulation tool. Specifications of the structures are chosen from the OC3 (Offshore Code Comparison Collaboration) under "IEA Wind Annex XXIII-subtask2". The primary external conditions due to wind and waves are simulated. Certain design load case is investigated.
In this paper, it is intended to study about deferences of design and operation properties between large and small hydro-power house's turbine which type is reaction. In generally, turbine of large hydro-power has a more safe and effective energy output mechanisms than small hydro-power's because the turbine of small hydro-power is more sensitive to hydraulic losses. But, it is more effective for the all energy market to improve the capability and efficiency of small hydro-power in the present status of increasing construction of small hydro-power than large hydro-power. Therefore, we intend to investigate and introduce the way to enhance the efficiencies of reaction turbine adopted to small hydro-power.
The purpose of this paper is that investigates the Natural Frequency behavior characteristic of wind turbine jacket type tower model, and calculated that the stress values of thrust load, wave load, wind load, current loda, gravity load, etc., environment evaluation analysis during static operating wind turbine jacket type tower model, carried out of natural frequency analysis of total load case to stress matrix, frequency calculated that calculated add natural frequency to stiffness matrix for determinant to stress results. The finite element analysis is performed with commercial F.E.M program (ANSYS) on the basis of the natural frequency and mode shape.
Performances of 3 different aerodynamic analytical models, single multiple and double multiple stream tube, for vertical axis Darrieus turbine were analyzed comparatively. From the study it has been found that the models derived from stream tube assumptions can be useful for simple prediction of basic design characteristics of Darrieus turbine. But, for a large tip speed and solidity ratios, the models has shown a certain limit in its applicability according to the formulation scheme applied. The results have shown that for the case having large tip speed and solidity ratios the consideration due to stream conditions, such as trailing vortices or wakes, should be included for accurate prediction of the aerodynamic performances of Darrieus turbine.
For axial-type turbines which operate at partial admission, a performance prediction model is developed. In this study, losses generated within the turbine are classified to windage loss, expansion loss and mixing loss. The developed loss model is compared with experimental results. Particularly, if a turbine operates at a very low partial admission rate, a circular-type nozzle is more efficient than a rectangular-type nozzle. For this case, a performance prediction model is developed and an experiment is conducted with the circular-type nozzle. The predicted result is compared with the measured performance, and the developed model quite well agrees with the experimental results. So the developed model could be applied to predict the performance of axial-type turbines which operate at various partial admission rates or with different nozzle shape.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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