• 제목/요약/키워드: aerodynamic asymmetry

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비대칭 터빈 로터 실에 기인한 축 가진력 (Rotordynamic Forces Due to Rotor Sealing Gap in Turbines)

  • 김우준;송범호;송성진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.545-548
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    • 2002
  • Turbines have been known to be particularly susceptible to flow-induced self-excited vibration. In such vibrations, direct damping and cross stiffness effects of aerodynamic forces determine rotordynamic stability. In axial turbines with eccentric shrouded rotors, the non-uniform sealing gap causes azimuthal non-uniformities in the seal gland pressure and the turbine torque which destabilize the rotor system. Previously, research efforts focused solely on either the seal flow or the unshrouded turbine passge flow. Recently, a model for flow in a turbine with a statically offset shrouded rotor has been developed and some stiffness predictions have been obtained. The model couples the seal flow to the passage flow and uses a small perturbation approach to determine nonaxiymmetric flow conditions. The model uses basic conservation laws. Input parameters include aerodynamic parameters (e.g. flow coefficient, reaction, and work coefficient); geometric parameters (e.g. sealing gap, depth of seal gland, seal pitch, annulus height); and a prescribed rotor offset. Thus, aerodynamic stiffness predictions have been obtained. However, aerodynamic damping (i.e. unsteady aerodynamic) effects caused by a whirling turbine has not yet been examined. Therefore, this paper presents a new unsteady model to predict the unsteady flow field due to a whirling shrouded rotor in turbines. From unsteady perturbations in velocity and pressure at various whirling frequencies, not only stiffness but also damping effects of aerodynamic forces can be obtained. Furthermore, relative contributions of seal gland pressure asymmetry and turbine torque asymmetry are presented.

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GH-Bladed를 이용한 풍력발전기의 질량 불평형 및 공력 비대칭 고장진단 시스템 개발 (Development of fault diagnostic system for mass unbalance and aerodynamic asymmetry of wind turbine system by using GH-Bladed)

  • 김세윤;김성호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.96-101
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    • 2014
  • 풍력은 전 세계적으로 가장 각광을 받고 있는 신재생 에너지이며 당분간 이러한 추세는 계속될 것으로 기대되고 있다. 최근 풍력발전시스템의 O&M(Operation & Maintenance) 비용의 절감에 대한 필요성이 꾸준히 대두되고 있는 실정이다. O&M 비용의 절감을 위한 가장 효율적인 방법은 CMS(Condition Monitoring System)의 도입이며 이는 풍력발전기 부품들의 악화, 적절한 선제적 유지보수, 발전중지시간의 단축 및 궁극적으로 풍력발전기의 운전 효율을 증대시키는 것을 가능케 한다. 풍력발전기의 터빈 로터와 관련하여 질량 불평형 및 공력비대칭과 같은 고장이 발생될 수 있다. 일반적으로 이러한 고장은 다양한 형태의 진동을 야기 시킨다. 이에 본 연구에서는 진동신호에 대한 스펙트럼과 간단한 max-min 진단 로직으로 구성된 고장검출 알고리즘을 제안한다. 또한 제안된 진단기법의 유용성의 확인을 위해 GH-Bladed 프로그램을 이용한 다양한 시뮬레이션 고찰을 수행한다.

가속도 신호의 주파수 분석에 기반한 풍력발전 고장진단 알고리즘 개발 (Development of Fault Diagnostic Algorithm based on Spectrum Analysis of Acceleration Signal for Wind Turbine System)

  • 안성일;최성진;김성호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.675-680
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    • 2012
  • 전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 증가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CMS(Condition Monitoring System)는 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력발전기의 너셀에 부착된 가속도 센서로부터의 신호에 대한 FFT 분석을 통해 풍력발전기에서 발생될 수 있는 블레이드의 질량 불평형 및 공력 비대칭의 검출을 가능케 하는 진단기법을 제안하고자 하며 제안된 기법의 유용성 확인을 위해 3W급 소형 풍력발전기에의 적용을 통해 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 한다.

디젤엔진 공기과급기의 압력맥동 기인소음 평가기법 개발 (Development of the Evaluation Method for Aerodynamic Noise Caused by Pressure Pulsation in the Turbocharged Diesel Engine)

  • 이종규;김형진;강구태
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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    • pp.918-922
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    • 2007
  • Aero-pulsation noise, generally caused by geometric asymmetry of a rotating device, is considerable source of annoyance in passenger cars using the turbocharged diesel engine. Main source of this noise is the compressor wheel in the turbocharger system, and can be reduced by after-treatment such as silencers, but which may increase the manufacturing cost. More effective solution is to improve the geometric symmetry over all, or to control the quality of components by sorting out inferior ones. The latter is more effective and reasonable than the former in view of manufacturing. So, an appropriate discrimination method should be needed to evaluate aero-pulsation noise level at the production line. In this paper, we introduce the accurate method which can measure the noise level of aeropulsation and also present its evaluation criteria. Besides verifying the reliability of a measurement system - a rig test system -, we analyze the correlation between the results from rig tests and those from vehicle tests. The gage R&R method is carried out to check the repeatability of measurements over 25 samples. From the result, we propose the standard specification which can discriminate inferior products from superior ones on the basis of aero-pulsation noise level.

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비대칭 단면 형상을 이용한 루프랙 크로스바의 윈드노이즈 저감 (Reduction of Aeolian Noise from Roof Rack Cross Bars Using Asymmetric Section Geometry)

  • 이정한;이강덕;정승균
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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    • pp.1406-1412
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    • 2001
  • Roof racks have become a very popular feature of vehicles as the market demand for SUV's and RV's has increased drastically over the years. Aeolian tone from the cross bars however. could be a source of severe discomfort for the passengers. Both experimental and numerical steps are taken to enhance the understanding of the generation mechanism of the wind noise. A successful reduction of the noise is achieved by imposing asymmetry in the section geometry, which reduces the strength of Karmann vortices shed downstream.

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