• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2002년도 금형가공 심포지엄
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• pp.53-60
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• 2002

Recently, the development of aerospace and automobile industries brought new technological challenges, related to the growing complexity of products and new geometry models. High speed machining using 5-Axis milling machine is widely used for 3D sculptured surface parts. 5-axis milling of turbine blade generates the vibration, deflection and twisting caused from thin and cantilever shape. So, the surface roughness and the waviness of workpiece are not good. In this paper, The effects of cutter orientation and lead/tilt angle in 5-Axis high speed ball end-milling of turbine blade were investigated to improve the geometric accuracy and surface integrity. The experiments were performed at lead/tilt angle $15^{\circ}$ of workpiece with four cutter directions such as horizontal outward, horizontal inward, vertical outward, and vertical inward. Workpiece deflection, surface roughness and machined surface were measured with various cutter orientations such as cutting direction, and lead/tilt angle. The results show that when 5-axis machining of turbine blade, the best cutting strategy is horizontal inward direction with tilt angle. The results show that when 5-axis machining of turbine blade, the best cutting strategy is horizontal inward direction with tilt angle.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.34.2-34.2
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• 2011

Wind guide can be installed on the top of buildings to collect wind. In this study, optimum shape of wind guide is developed, and proposed to combinate with the vertical wind turbine. Impact of parameters for wind guide is analyzed with several cases planned by Taguchi test plan. Front angle, rear angle, and roof angle are selected as key variables and changed into four different levels. By the experimental plan, totally, 64 cases are reduced to 16 cases of analysis. With optimum design of wind guide, the installed vertical axis wind turbines can be operated with maximum power output.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1331-1337
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• 2013

본 논문에서는 반응표면법을 이용하여 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드의 구조 최적설계를 수행하였다. 선행연구의 구조해석 결과를 살펴보면 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드가 항복강도 이상의 응력이 발생하였으므로, 구조적 안전성을 확보하고자 최적화 기법을 적용한 구조설계를 재수행하였다. 이를 위해 먼저 블레이드에 발생하는 응력에 큰 영향을 주는 설계인자를 선정하였다. 이에 실험계획법 기반 반응표면법을 적용하였다. 목적함수 및 제한조건은 각각 중량 및 허용응력으로 설정하였다. 또한 중량 및 응력에 대한 설계인자의 영향을 평가하기 위한 민감도 해석을 수행하였다. 이러한 과정을 통해 양항력형 수직축 풍력발전기 블레이드의 구조 최적 설계를 수행하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.107-113
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• 2017

The dynamic characteristics including natural frequencies and excitation frequencies are evaluated for a small 10 kW vertical axis wind turbine. Acceleration responses were measured at 12 distributed locations for impact vibration tests, ambient vibration tests during non-operational and operational conditions, and braking tests during operational condition. The natural frequencies for the lowest 2 bending modes and the first torsional mode were estimated and also the excitation frequencies, i.e. 1P, 2P, 4P, were also estimated according to the rotational speed using the responses under operational conditions (i.e. power generation condition).

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.85-91
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• 2010

In this study, aerodynamic analyses based on unsteady computational fluid dynamics (CFD) have been conducted for a 2-bladed vertical-axis wind turbine (VAWT) configuration. Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with standard $k-{\varepsilon}$ and SST $k-{\varepsilon}$ turbulence models are solved for unsteady flow problems. The experiment model of 2-bladed VAWT has been designed and tested in this study. Aerodynamic experiment of the present VAWT model are effectively conducted using the vehicle mounted testing system. The comparison result between the experiment and the computational fluid dynamics (CFD) analysis are presented in order to verify the accuracy of CFD modeling with different turbulent models.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.104-110
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• 2018

본 연구에서 수직축 풍력 발전기의 복합재 블레이드 및 타워에 대한 구조 설계 및 해석 방안을 제시하였다. 본 연구에서 수직축 블레이드의 설계 및 제작 수행 후 풍력 발전기 타워의 구조 설계를 수행하였다. 먼저 블레이드와 타워의 설계 요구 조건 및 사양이 정립되었다. 타워 구조 설계 이후 유한 요소 해석을 통하여 타워의 구조 해석을 수행하였다. 적용된 하중에서 응력, 변형, 고유 진동수 해석이 수행되었다. 구조 해석을 통해 타워 형상의 개선 설계 방안을 제시하였다. 최종 설계된 타워 구조는 구조 해석을 통해 안전한 것으로 확인되었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권1호
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• pp.122-129
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• 2018

This study conducted a seismic qualification analysis of small savonius style vertical axis wind turbine(VAWT) using finite element method(FEM). The modal analysis was performed on the wind turbine structure to check the occurrence of resonance caused by the rotation of gearbox and windmill blades. Next, it conducted a seismic response spectrum analysis due to horizontal and vertical seismic load of required response spectrum of safe shutdown earthquake with 5 % damping(RRS/SSE 5%) of KS C IEC 61400 and conducted a static analysis due to deadweight and wind load. The total maximum stress of the VAWT structure was calculated by adding the maximum stresses due to each load case using the square root of the sum of the squares(SRSS) method. Finally, the structural safety of the VAWT structure was verified by comparing the total maximum stress and the allowable stress.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.9-14
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• 2009

2차원 비정상의 RANS 방정식을 이용하여 피치가 고정된 3개 혹은 4개의 날개(hydrofoil)를 가지는 조류발전용 수직축 터빈주위의 비정상 유동장 해석을 수행하였다. 상용수치해석코드인 Fluent를 이용하여, 균일류에 놓인 $NACA65_3$-018날개에 대하여 받음각(angle of attack)의 변화를 주며 계산되는 유체력을 실험값과 비교하였고, 이를 바탕으로 대표적인 수직축 조류발전 터빈의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 사용된 수치해법은 대상 유동을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인 하였고, 터빈의 최적 효율은 날개수 및 유속 대비 회전수 등의 적절한 조합으로 실현 될 수 있음을 파악하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권3호
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• pp.98-106
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• 2014

The effect of blockage ratio on wind tunnel testing of small vertical-axis wind turbine has been investigated in this study. Height and rotor diameter of the three blades Darrieus vertical axis wind turbine used in present test were 0.4m and 0.35m respectively. We measured the wind speeds and power coefficient at three different wind tunnels where blockage ratio were 3.5%, 13.4% and 24.7% respectively. The test results show that the measured powers have been strongly influenced by blockage ratio, generally increased as the blockage ratio increases. The maximum power at higher blockage ratio has been obtained at relatively high tip speed ratio compared with that at low blockage ratio. The measured power coefficients under high blockage ratio can be improved from proper correction using the simple correction equation based on blockage factor. In present study, the correction error for power coefficient can be less than 5%, however correction effectiveness reveals relatively poor at high blockage ratio and low wind speed.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.58-63
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• 2018

본 연구는 수직축 풍력 발전 시스템의 복합재 블레이드에 대한 설계 및 제작 연구이다. 본 연구에서 수직축 풍력 발전용 복합재 블레이드의 공력 및 구조 설계를 수행하였다. 1차적으로 복합재 블레이드의 공력 및 구조 설계 요구 조건이 분석되었다. 구조 설계 이후 유한 요소 해석 기법을 활용하여 풍력 블레이드 구조의 구조 해석이 수행되었다. 적용 하중 조건에서 응력 및 변위 해석이 수행되었다. 단계적 구조 해석을 통해 취약 부위의 개선 설계 방안을 제시하였다. 구조 해석을 통해 최종 설계된 블레이드 구조는 안전한 것으로 확인되었다.