• 제목/요약/키워드: dynamic stalling

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Chaotic vibration characteristics of Vertical Axis Wind Turbine (VAWT) shaft system

  • C.B. Maheswaran;R. Gopal;V.K. Chandrasekar;S. Nadaraja Pillai
    • Wind and Structures
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    • 제36권3호
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    • pp.215-220
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    • 2023
  • We study the progressive full-scale wind tunnel tests on a high solidity vertical axis wind turbine (VAWT) for various tip speeds and pitch angles to understand the VAWT shaft system's dynamics using 0-1 Test for chaos. We identify that while varying rotor speed (tip speed) of the turbine, the system's dynamics change from periodic to chaotic through quasiperiodic and strange non-chaotic (SNA) states. The present study is the first experimental evidence for the existence of these states in the VAWT shaft system to the best of our knowledge. Using the asymptotic growth value Kc in 0-1 test, when the turbine operates at the low tip speeds and high pitch angles for low incoming wind speeds, the system behaves periodic (Kc ≈ 0). However, when the incoming wind speed increases further the system's dynamics shift from periodic to chaotic vibrations through quasi-periodic and SNA. This phenomenon is due to the dynamic stalling of blades which induces chaotic vibration in the VAWT shaft system. Further, the singular continuous spectrum method validates the presence of SNA and differentiates the SNA from chaotic vibrations.

Computation of Turbulent Flows and Radiated Sound From Axial Compressor Cascade

  • Lee, Seungbae;Kim, Hooi-Joong;Kim, Jin-Hwa;Song, Seung-Jin
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권2호
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    • pp.272-285
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    • 2004
  • The losses at off-design points from a compressor cascade occur due to the deviation from a design incidence angle at the inlet of the cascade. The self-noise from the blade cascade at off-design points comes from a separated boundary layer and vortex sheddings. If the incidence angle to the cascade increases, stalling in blades may occur and the noise level increases significantly. This study applied Large-Eddy Simulations (LES) using deductive and deductive dynamic SGS models to low Mach-number, turbulent flow with each incidence angle to the cascade ranging from -40$^{\circ}$ to +20$^{\circ}$ and compared numerical predictions with measured data. It was observed that the oscillating separation bubbles attached to the suction surface do not modify wake flows dynamically for cases of negative incidence angles. However, an incidence angle greater than 8$^{\circ}$ caused a separated vortex near the leading edge to be shed downstream and created stalling. The computed performance parameters such as drag coefficient and total pressure loss coefficient showed good agreement with experimental results. Noise from the cascade of the compressor is summarized as sound generated by a structure interacting with unsteady, turbulent flows. The hybrid method using acoustic analogy was observed to closely predict the measured overall sound powers and directivity patterns at design and off-design points of blade cascade.

라이다 임베디드 프로세서를 위한 동적 객체인식 아키텍처 구현 (Dynamic Object Detection Architecture for LiDAR Embedded Processors)

  • 정민우;이상훈;김대영
    • Journal of Platform Technology
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    • 제8권4호
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    • pp.11-19
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    • 2020
  • 자율주행 환경은 실시간으로 상황이 급변하기 때문에 동적 객체인식 알고리즘이 반드시 필요하다. 또한, 자율주행자동차에 내장된 센서와 제어모듈이 증가하면서 중앙제어장치의 부하가 급격히 증가하고 있다. 중앙제어장치의 부하를 줄이기 위해서 단일 센서에서 출력되는 데이터의 최적화가 필요하다. 본 연구는 라이다에 탑재된 임베디드 프로세서를 기반으로 한 동적 객체인식 알고리즘을 제안한다. 라이다에서 출력되는 포인트클라우드 기반 객체인식을 위한 오픈소스들이 존재하지만, 대부분 고성능 프로세서를 요구한다. 라이다에 탑재된 임베디드 프로세서는 리소스 제약 때문에 기능 구현을 위한 최적화 된 아케텍처가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 자율주행자동차를 위한 라이다 임베디드 프로세서 기반 동적 객체인식 아키텍처를 설계하고, 포인트클라우드 크기와 객체인식 처리 지연시간의 상관관계를 분석하였다. 제안하는 객체인식 아키텍처는 포인트클라우드 크기가 증가함에 따라 객체인식 처리 지연시간이 증가하였고, 특정한 지점에서 프로세서의 과부하가 발생하여 포인트를 처리하지 못하는 현상이 발생하였다.

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하안침식을 고려한 복렬사주의 동적 거동 특성 분석 (Dynamic Characteristics of Multiple Bars in the Channels with Erodible Banks)

  • 장창래
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권1호
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    • pp.25-34
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    • 2013
  • 본 연구에서는 복렬사주의 모드를 객관적으로 판단할 수 있는 2중 퓨리에 해석을 수행하여 하폭의 변화에 따른 복렬사주의 발달 과정을 정량적으로 분석하였다. 초기에 직선하도에서 하안침식이 발생하고, 하폭 대 수심의 비가 증가하면서 복렬사주가 발달하였다. 사주가 하류로 이동하면서 성장하고, 사주의 주변에서 흐름이 분리되어 하안 침식을 가속시키면서, 지형이 지속적으로 변하여 유사의 유출특성에 영향을 주었다. 2중 Fourier 해석에 의한 하상파(wave)의 분포와 지배적인 성분의 변화를 분석한 결과, 초기에1-1 모드(mode)인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 지나면서 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 2-3 모드가 지배적인 것으로 나타났으며, 교호사주의 강한 비선형 특성이 상호작용하기 때문이다. 하안침식이 진행되면서 하폭 대 수심의 비가 증가하고, 무차원 소류력이 감소하였다. 하폭 대 수심의 비가 증가할수록 사주의 이동속도가 감소하고, 사주의 파장은 증가하였다. 무차원 소류력이 증가하면서, 사주의 이동속도는 증가하였다.

에너지저장시스템을 이용한 전력계통의 과도안정도 향상 (Transient Stability Enhancement of Power System by Using Energy Storage System)

  • 서규석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.26-31
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    • 2017
  • 전력계통의 과도안정도를 향상시키기 위해 종래에는 무효전력 보상장치를 설치하는 방법을 주로 사용하였다. 전통적인 무효전력 보상장치 중 SVC(Static Var Compensator), 변압기의 탭 변환기는 값이 싸고 기계적 스위칭으로 동작하여 속도가 느리다는 단점이 있고, 전력전자기술을 바탕으로 하는 STATCOM(Static Synchronous Compensator)은 고속으로 동작할 수 있는 장점이 있어 최근에 각광을 받고 있지만 고가의 장치라는 단점이 있다. 또한, 무효전력 보상장치에 기반한 전통적인 방법은 무효전력만을 공급하여 과도안정도를 향상시키기에 대형 전동기의 트립에 의한 급격한 전압붕괴를 막을 수 없다. 반면에 에너지 저장시스템은 무효전력과 유효전력을 동시에 공급할 수 있다. 즉, 선로사고로 인하여 부하에 유효전력의 공급이 감소하는 것을 ESS을 통한 유효전력을 공급함과 동시에 적절한 무효전력의 공급을 통하여 과도안정도를 향상시킬 수 있다. 전력계통의 사고 시 유효전력의 빠른 공급은 과도안정도 향상에 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 대형 전동기 부하와 같은 큰 동적부하를 가지는 전력계통에 대하여 에너지저장시스템을 사용한 과도안정도 향상방법을 제시한다. 또한, 유효전력과 무효전력을 보상하는 방법이 기존의 방법보다 더 효과적으로 과도안정도를 향상시킴을 확인하였다.

풍력터빈 발전기가 연계된 전력계통에서 에너지저장시스템이 과도안정도에 미치는 영향 (Transient Stability Enhancement of Power System by Using Energy Storage System)

  • 서규석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권6호
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    • pp.592-597
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    • 2019
  • 전력계통의 과도안정도를 향상시키기 위한 종래의 방법은 STATCOM(Static Synchronous Compensator), SVC(Static Var Compensator)와 같은 무효전력 보상장치를 이용하는 것이다. 하지만 무효전력 보상장치에 기반한 전통적인 방법은 대형 전동기의 트립에 의한 급격한 전압붕괴를 막을 수 없다. 반면에 에너지 저장시스템은 무효전력과 유효전력을 동시에 공급할 수 있다. 전력계통의 사고 시 유효전력의 빠른 공급은 과도안정도 향상에 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 대형 전동기부하와 같은 큰 동적부하를 가지는 전력계통에 대하여 에너지저장시스템을 사용한 과도 안정도 향상방법을 제시한다. 또한 유효전력과 무효전력을 보상하는 방법이 기존의 방법보다 더 효과적으로 과도 안정도를 향상시킴을 확인하였다.