• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.45-49
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• 2011

This paper describes the numerical analysis of effect of geometric variation on the straight-bladed vertical axis wind turbine. Geometry variation is performed with pockets on the blades. The results presented in this numerical analysis show the general flow pattern of near the bladed, and azimuth angle variation on stating torque value. It is shown that the pockets makes torque higher about 80%.

• Wind and Structures
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• 제28권3호
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• pp.191-201
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• 2019

In this paper, the aerodynamic analysis of a vertical axis wind turbine was carried out by CFD approach to optimize the turbine performance. To perform numerical simulation, SST-Transition turbulence model was used, which demonstrated more precise results compared to non-transition models. A parametric study was conducted to optimize the VAWT performance based on the selected model. The investigation of pitch angle changes showed that the highest power produced by the turbine occurs at $2^{\circ}$ angle. Considering the effect of the rotor's arm junction to the airfoil showed that by increasing the distance of the junction from the edge of the airfoil from 25 cm to 40 cm, the power of the turbine increases by 60%. However, further increase in this distance results in power decrease. Based on the proposed numerical model, a case study was conducted to consider the installation of four VAWTs in the southwest corner of the medical science building at TMU campus with a height of 42m. The results of the simulation showed that 8.27 MWh energy is obtainable annually.

• 공학기술논문지
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• 제11권4호
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• pp.237-243
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• 2018

The purpose of this study is to develop a vertical wind turbine with antenna structure in microgird environment. Computational fluid dynamics (CFD) was used to calculate the basic aerodynamic performance. The pressure resulted from CFD analysis has been mapped on the surface of wind turbine as load condition and the Fluid Structure Interaction (FSI) was applied. The stability of the wind turbine was confirmed by checking the deformation and internal stress of wind turbine by wind force.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.22-27
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• 2013

The purpose of this paper is to perform the structural design of the small scale vertical-axis wind turbine (VAWT) blade using a response surface method(RSM). First, the four design factors that have a strong influence on the structural response of blade were selected. Analysis conditions were calculated by using the central composite design(CCD), which is a typical design of experiment for the response surface method(RSM). Also, the significance of the central composite design(CCD) was verified using analysis of variance(ANOVA). The finite element analysis was performed for the selected analytical conditions for the application of response surface method(RSM). Finally, a optimization problem was solved with a objective function of blade weight and a constraint of allowable stress to achieve a optimal structural design of blade.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.81-89
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• 2012

범용적으로 사용되고 있는 수평형 풍력 터빈(HAWT)은 블레이드가 장착된 터빈이 회전부인 너셀에 고정되어 타워의 최상단에 지지되는 구조이다. 터빈에서 생산되는 전력은 너셀 내부에서 증속기를 통하여 발전기로 들어가게 된다. 발전기에서 생산되는 전력은 타워를 통해서 지상과 송전선으로 연결되므로 너셀의 요잉이 발생하는 경우 송전선의 꼬임이 발생하게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 슬립링이나 추가적인 요잉 제어 알고리즘이 필요한 단점이 있다. 제안하는 새로운 구조의 HAWT는 베벨기어와 중공축을 이용하여 송전선 문제를 해결하였다. 또한, 병렬로 접속된 두개의 발전기를 이용하여 요잉이 용이할 뿐 아니라 생산 전력을 분산시킴으로써 인버터의 용량을 줄일 수 있다. MPPT 알고리즘과 요잉 제어를 수행하는 시뮬레이션을 통해서 제안하는 구조가 풍력 발전에 효과적임을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.88-92
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• 2017

풍력은 자원이 풍부하고, 끊임없이 재생되며, 공해물질 배출이 없어서 친환경적인 점에서 화석에너지 고갈 시에 대비한 유망한 대체 에너지원으로서 각광받는 에너지이다. 풍력발전기는 회전축의 방향에 따라 수평축 풍력발전기와 수직축 풍력발전기로 구분되며, 수직축은 발전효율이 낮은 단점이 있는 반면에 바람의 방향에 영향을 받지 않아 요잉 시스템이 필요가 없어 구조가 간단하고, 저 풍속에서도 풍력발전이 가능한 장점이 있어 현재 소형 수직축 풍력발전기가 주목받고 있다. 본 연구에서는 저 풍속에서도 발전 가능한 자이로밀형, 힌지형, 양문형의 블레이드 형태에 따른 소형 수직형 풍력발전기를 이용하여 1m/s~11m/s의 가변풍속에 따른 발전기의 출력전압 및 출력전류를 분석하였다. 연구결과 최대풍속 11m/s일 때 발전기 출력전압은 양문형 블레이드를 적용 시 자이로밀형 블레이드보다 67%, 힌지형 블레이드보다 9%가 증가되었으며, 발전기 출력전류는 양문형 블레이드를 적용 시 자이로밀형 블레이드보다 93%, 힌지형 블레이드보다 5%가 증가되었다. 본 연구를 통해 저풍속 및 고풍속에서의 발전이 용이한 양문형 블레이드의 우수한 출력특성과 실용화 가능성을 확인하였다.