• 제목/요약/키워드: Wind rotor

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NUMERICAL SIMULATION AND VISUALIZATION OF THE FLOW AROUND THE DARIUS WIND TURBINE

  • KAWAMURA Tetuya;LEE Mi Young
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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    • pp.228-229
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    • 2003
  • Complex flow field around the Darius turbine rotating stationally are simulated by solving the three dimensional incompressible Navier-Stokes equation numerically. The rotating coordinate system is employed so that the boundary conditions on the blades of the rotor become simple. In order to impose the boundary condition on the blades precisely, the boundary fitted coordinate system is employed. Fractional step method is used to solve the basic equations. The complex flow fields due to the three dimensionality of the geometry of the turbine and the rotation of the turbine are obtained and they are visualized effectively by using the technique of the computer graphics.

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Computation of serrated trailing edge flow and noise using a hybrid zonal RANS-LES

  • 김태형;이승훈;이수갑
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.414-419
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    • 2012
  • The evaluation of a zonal RANS-LES approach is documented for the prediction of broadband noise generated by the flow past unmodified and serrated airfoil trailing edges at a high Reynolds number. A multi-domain decomposition is considered, where the acoustic sources are resolved with a LES sub-domain embedded in the RANS domain. A stochastic vortex method is used to generate synthetic turbulent perturbations at the RANS-LES interface. The simulations are performed with a general-purpose unstructured control-volume code FLUENT. The far-field noise is calculated using the aeroacoustic analogy of Ffowcs Williams-Hawkings. The results of the simulation are validated through the full-scaled wind turbine acoustic measurements. It is found that the present approach is adequate for predicting noise radiation of serrated trailing edge flow for low noise rotor system.

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혼합 영역 RANS-LES를 이용한 톱니 뒷전 유동 및 소음장의 계산 (Computation of Serrated Trailing Edge Flow and Noise Using a Hybrid Zonal RANS-LES)

  • 김태형;이승훈;이수갑
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.444-450
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    • 2012
  • The evaluation of a zonal RANS-LES approach is documented for the prediction of broadband noise generated by the flow past unmodified and serrated airfoil trailing edges at a high Reynolds number. A multi-domain decomposition is considered, where the acoustic sources are resolved with a LES sub-domain embedded in the RANS domain. A stochastic vortex method is used to generate synthetic turbulent perturbations at the RANS-LES interface. The simulations are performed with a general-purpose unstructured control-volume code FLUENT. The far-field noise is calculated using the aeroacoustic analogy of Ffowcs Williams-Hawkings. The results of the simulation are validated through the full-scaled wind turbine acoustic measurements. It is found that the present approach is adequate for predicting noise radiation of serrated trailing edge flow for low noise rotor system.

회전자의 영구자석 위치 이동을 이용한 이중 고정자 RFPM 발전기 코깅토크 저감 연구 (A Study on Cogging Torque Reduction of Dual Stator Radial Flux Permanent Magnet Generator Using the Permanent Magnet Displacement Design of Rotor)

  • 이경찬;정태욱
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제28권4호
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    • pp.49-55
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    • 2014
  • In this paper, we propose the cogging toque reduction technique of the dual stator radial flux permanent magnet generator. The cogging toque is caused by the torque ripple increase and vibration and noise of the generator. And it is important factor determining cut-in speed of the small wind generator. To reduce cogging torque, permanent magnet displacement was studied. And the theory of the permanent magnet displacement was formulated and the cogging torque reduction according to the permanent magnet displacement was confirmed through the finite element method.

와전류를 이용한 발열기의 개발 (Development of Heater Using Eddy Current)

  • 윤동원;박희창;홍용주;이성휘;김병인;함상용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제33권8호
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    • pp.565-572
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    • 2009
  • In this research, a heater using eddy current for generator is designed and some analysis is performed to validate the system. FEM (finite element method) is used for analysing eddy current phenomena at the various speed of rotor with permanent magnet. A real heater system is fabricated. Some experiment is also performed to validate the analysis result. Through the experiment, the FE analysis is validated and we found that the efficiency of developed heater is over 94%.

복합재를 이용한 수평축 풍력터빈 회전날개의 공력 및 구조설계에 관한 연구 (Aerodynamic and Structural Design for Medium Scale Horizontal Axis Wind Turbine Rotor Blade with Composite Material)

  • 공창덕;김기범;오동우;방조혁;김학봉;김종식;유지윤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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    • pp.22-22
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    • 1997
  • 무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가치고 있다. 본 연구에서는 500Kw급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력 성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 550Kw를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공질 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

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풍차형 초음파 전동기의 고정자 슬롯이 토크에 미치는 영향 (The Effect of Stator`s Slot on the Torque in the Windmill Type Ultrasonic Motor)

  • 김영균;김진수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.323-326
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    • 1999
  • In this paper, a windmill type ultrasonic motor operated by single-Phase AC electric field was fabricated, and then torque characteristics were investigated. A metal-ceramic composite component was used as the stator\`s vibrator to generate ultrasonic vibrations. The windmill type ultrasonic motors has only three components; a stator element with two wind-mill shape slotted metal endcaps, a rotor and a bearing. In this parer we measured torque, when stator\`s slot was changed Iron 4, 6, 8. Brass metal was pressed with umbrella-type using metal molt then slot of 3 kind was manufactured. The maximum revolution speed was 388(rpm) in the case of a small ultrasonic motor of 11.35 mm diameter, 8 slot and 1.01 mm thickness. The maximum torque of 0.17 mNm was obtained at a speed of 131 rpm.

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DFIG 풍력터빈의 계통 저전압 발생 시 과도상태 개선을 위한 회전자 전류 주입 방법 (Injection of Rotor Current for DFIG-Based Wind Turbine to Improve Transient State under Voltage Dips)

  • 김태형;김수빈;송승호
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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    • pp.465-466
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    • 2019
  • 전 세계적으로 지구 온난화와 화석연료 고갈로 재생 에너지의 수요가 증가하고 있다. 풍력발전은 전체 재생 에너지의 20% 이상을 차지하며, 2020년 까지 792 GW가 설치될 것으로 전망하고 있다. DFIG(이중여자 유도 발전기)타입의 풍력 터빈은 전력변환장치의 용량이 작은 장점이 있지만, 고정자 권선이 계통과 연결되어 계통 저전압 발생 시 제어가 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 계통 저전압 발생 시 고정자 회로의 과도상태에 대해 정리하고, 과도상태를 개선하기 위한 회전자 전류 주입 방법 대해 제시하고 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

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Processes of Outflow of the Boiling Steam-Water Mixture in the Widening Part of Hydro-Steam Turbine Nozzles

  • Leonid, Serejkin;Boris, Shifrin;Victor, Perov;Alexandr, Goldin
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권12호
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    • pp.178-184
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    • 2022
  • Renewable energy sources based on solar radiation, wind energy, geothermal energy, and biomass energy have now reached the level of industrial application. A new way to generate electricity using low-potential heat is to install a hydro-steam turbine. In hydro-steam turbines, hot water is supplied directly to turbine rotor nozzles without prior separation into steam and water in separators, which significantly increases the efficiency of hot water energy use. Such turbines are suggested to be used as autonomous energy sources in geothermal heating systems, heating water boilers and cooling systems of chemical reactors, metallurgical furnaces, etc. The authors conclude that the installation of hydro-steam turbines in heating plants and process boiler plants can also be effective if the used exhaust steam-water mixture at the turbine outlet is used to heat the network water or as return water.

한국 풍력산업의 가치사슬 및 가치시스템 분석 (An Analysis on the Value Chain and the Value System of the Korean Wind Power Industry)

  • 류재호;최타관;박중구
    • 에너지공학
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    • 제23권1호
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    • pp.46-57
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    • 2014
  • 본 논문은 한국 풍력산업의 부가가치 창출구조가 선순환을 나타내고 있는지를 풍력기업 내 가치사슬과 풍력산업 내 가치시스템을 통해 분석하고 있다. 연구 방법은 한국 풍력기업을 대상으로 한 설문조사 를 통해 연구개발-생산-이익률 등에 걸친 가치사슬 내 공정 간 인과관계에 대한 회귀분석을 활용하였다. 기업 내 가치사슬 분석 결과, 한국 풍력기업에서 정부의 연구개발 지원은 기업의 연구개발 투자 증가에, 기업의 연구개발 투자 증가는 기업의 연구개발 성과 증가에, 기업의 연구개발 성과 증가는 기업의 생산량 증가에 연쇄적으로 긍정적인 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 생산량 증가가 생산비용의 감소로 이어지지 못하고 경상이익률의 증가에는 기여하지 못한 것으로 분석되었다. 또한, 경상이익률의 증가가 생산량의 증가에는 기여하나, 기업의 연구개발투자 증가에는 기여하지 못하고 있어 가치사슬의 선순환구조가 취약한 것으로 분석되었다. 산업 내 가치시스템은 로터 블레이드, 기어박스, 발전기 등 시스템 그룹과 타워 등 구조물 그룹 상호 간에 정부의 연구개발 지원과 기업의 연구개발투자, 연구개발 성과, 매출액 대비 경상이익률 등에 있어서는 긍정적인 영향을 미치고 있는 것으로 분석되었다. 그러나 생산량과 생산비용 등에서는 상호 간에 긍정적인 효과를 미치지 못하고 있는 것으로 분석되어 산업생태계가 완성되어 있지 못한 것으로 나타났다. 이러한 실증분석의 결과로부터 국내 풍력기업의 공정 간 부가가치의 선순환 구조와 산업생태계를 구축하기 위해서는 규모의 경제효과를 달성하고 경상이익률 증가가 연구개발투자 증가를 유발할 수 있도록 연구개발지원정책을 강화할 필요가 있다. 또한, 한국 풍력산업 내 가치시스템의 원활한 작동을 위해 생태계 정립을 촉진하는 정책을 추진할 필요가 있다.