International Journal of Fluid Machinery and Systems
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제7권1호
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pp.16-27
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2014
Double-blade vertical axis wind turbines (DB-VAWTs) can improve the self-starting performance of lift-driven VAWTs. We here propose the quadruple-multiple streamtube model (QMS), based on the blade element momentum (BEM) theory, for simulating DB-VAWT performance. Model validity is investigated by comparison to computational fluid dynamics (CFD) prediction for two kinds of two-dimensional DB-VAWT rotors for two rotor scales with three inner-outer radius ratios: 0.25, 0.5, and 0.75. The BEM-QMS model does not consider the effects of an inner rotor on the flow speed in the upwind half of the rotor, so we introduce a correction factor for this flow speed. The maximum power coefficient predicted by the modified BEM-QMS model for a DB-VAWT is thus closer to the CFD prediction.
NASA Common Research Model의 29.7% 축소 모형에 대하여 저속 풍동시험 조건으로 수치해석을 수행하였다. 낮은 레이놀즈수 영역인 0.3×106에서 Belly sting 모형 지지부를 장착한 CRM의 공력계수를 측정하는 시험이 수행되었으며, 수치해석 결과와 비교하였다. 해석의 타당성을 검증하기 위해 선행연구 조건으로 전산해석을 수행하여 비교하였다. Belly sting 모형 지지부 유무에 대한 해석 결과 지지부에 의한 간섭 효과로 동체뿐만 아니라 주날개, 꼬리날개까지 공력에 영향이 있음을 확인하였다.
In this study, we examined the new ensemble training approach to reduce the systematic error and improve prediction skill of wind by using the Short-range Ensemble prediction system (SENSE), which is the mesoscale multi-model ensemble prediction system. The SENSE has 16 ensemble members based on the MM5, WRF ARW, and WRF NMM. We evaluated the skill of surface wind prediction compared with AWS (Automatic Weather Station) observation during the summer season (June - August, 2006). At first stage, the correction of initial state for each member was performed with respect to the observed values, and the corrected members get the training stage to find out an adaptive weight function, which is formulated by Root Mean Square Vector Error (RMSVE). It was found that the optimal training period was 1-day through the experiments of sensitivity to the training interval. We obtained the weighted ensemble average which reveals smaller errors of the spatial and temporal pattern of wind speed than those of the simple ensemble average.
Kim, Kwang-Soo;S.Elwynn Taylor;Mark L.Gleason;Kenneth J.Koehler
한국농림기상학회:학술대회논문집
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한국농림기상학회 2001년도 춘계 학술발표논문집
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pp.163-166
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2001
One of the most important factors influencing the outbreak and severity of foliar diseases is the duration of wetness from dew deposition, rainfall, or irrigation. Models may provide good alternatives for assessing leaf wetness duration (LWD) without the labor, cost, and inconvenience of making measurements with sensors.(omitted)
본 연구는 마하수 2.5의 초음속 영역에서 마하수 1.0의 슬롯 분사가 있는 후향계단 형상에 대한 유동장 특성을 분석하기 위하여 초음속풍동 시험부를 설계, 제작하였다. 비행체가 고속으로 움직일 때 공동 주위의 유동은 매우 복잡하여 수치해석 결과를 검증할 초음속풍동 시험 자료가 필요하기 때문에 기존의 2차원 대칭형 노즐을 아랫면이 평판인 비대칭형 노즐로 수정하였다. 특성곡선해법을 이용한 비점성 노즐을 설계하고, 시험을 통해 얻은 경계층 두께를 노즐에 반영하여 보정한 기법을 C 언어로 프로그래밍하여 얻은 결과를 수치해석 결과와 비교하여 검증하였다. 슬롯 분사 시 지속적인 유동장 변화 분석을 위한 초음속 유지시간 확보를 위해 저장탱크의 압력 변화에 따른 PID 제어프로그램 수정으로 초음속 유동 유지시간을 약 5초에서 약 6초로 1초 정도 연장하여 제어 효율을 향상하였고, 슬롯 분사가 있는 후향계단에서의 유동장 변화를 슐리렌장치로 가시화하여 복잡한 유동장 특성을 확인하였다. 향후 슬롯 분사의 속도와 유량, 유동장의 온도를 변화하여 공동에서의 막냉각 효과 분석을 위한 장비로 사용할 계획이다.
A method measuring angular speed and estimating angular acceleration of an automotive wind shield wiper pivot with limited resources has been proposed. Limited resources refer to the fact that processes cannot be operated in real-time with a regular notebook running a Microsoft Windows. Also, they refer to the fact that data acquisition cards have only two general purpose counters as many generic cards do. An optical incremental encoder has been employed for measuring angular motion. To measure the angular speed of the pivot, periods for the encoder's output pulses have been measured as the speed is related to the reciprocal of the period. Since only information acquired from one counter channel is the magnitude of the angular speed, sign correction is necessary. Also the information for the exact time when a pivot passes left and right dead points is also missing and the situation is inherent to the hardware setup. To find out the zero-crossing time of the angular speed, a linear interpolation technique has been employed. Lastly, to overcome the imperfection of the mechanical encoders, the angular speed has been curve fitted to a spline. Angular acceleration can be obtained by a differentiation of the angular speed.
NCAM-LAMP 중기예측 자료의 통계적 후처리와 개선을 위하여 R 기반의 지점 시계열 자료 검증 체계를 구축하였다. 이 시계열 검증체계를 이용하여 기상청 AWS 관측 자료와 NCAM-LAMP, KMA GDAPS 중기예측 모델 자료를 비교하였다. 이를 위해 관측 지점에 가장 근접한 모델 위도 및 경도 자료를 추출하여 총 9개 지점을 선정하였다. 각 지점에 대해 NCAM-LAMP, GDAPS 모델의 기온, 강수량, 풍속 일평균 예측 자료를 관측과 비교한 결과, 모델들은 풍속의 과대예측 경향을 뚜렷이 보였으며, 기온과 강수의 경우에는 두 모델의 예측력이 월별 및 변수별로 다르게 나타났다. 이를 바탕으로 본 연구에서는 통계적 기법을 개발하여 NCAM-LAMP가 가지고 있는 오차를 줄이고자 하였다. 모델 오차를 줄이기 위해 일반적으로 쓰이는 MOS(Model Output Statistics)기법 중에 인공지능 SVM(Support vector machine) 방식을 8~10월 기간에 적용한 결과, 8월에 비해서 10월이, 기온 변수에 비해서 바람과 강수 변수가 개선된 효과를 보여주었다. 이러한 결과는 풍속의 과대예측을 줄이고, 농림 가뭄지수와 산사태 예측 등을 개선시키며, 지역 수치예보 모델이 시간 적분됨에 따라 영역 내 예측가능성이 점점 저하되는 현상을 완화시키는데 SVM 방법이 일정 부분 기여할 수 있음을 가리키며, 현업 표출 중인 NCAM Agro-Meteogram 개선에도 도움을 줄 것으로 기대된다.
일출 이후부터 일몰 전까지 매시 간격으로 태양 일사로 인한 지표부근 기온상승 효과와 풍속이 미치는 영향을 추정하고자, 동향사면과 서향사면 간 대표 기상관측지점에 대하여 매시 일사량 편차에 따른 관측기온의 편차(기온변화량)을 풍속별로 구분하여 도출하였다. 일사편차 1 MJ/㎡ 당 기온변화량으로 일사효과를 표현하여 풍속과의 경험식을 구하고, 이것을 토대로 2018년 1월부터 2018년 12월까지 농산촌의 복잡지형에 위치한 기상관측지점 25곳에 대해 주간(06:00~19:00) 매시 기온을 추정한 후 검증하였다. 그 결과 추정값과 관측값의 평균 ME는 -0.98~0.67℃, 평균 RMSE는 0.95~2.04℃ 나타났다. 오후 3시 기준의 한낮기온은 선행연구에서 제시한 기존 모형과 추정신뢰도를 대조하였는데, 기존 모형의 추정오차(ME -0.91℃, RMSE 1.47℃)를 ME -0.45℃, RMSE 1.22℃까지 개선시킬 수 있었다.
In the present investigation, a numerical model developed for the prediction of the wind flow over complex terrain is validated by comparing with the field experiments. For the solution of the Reynolds - Averaged Clavier- stokes equations which are the governing equations of the microscale atmospheric flow, the model is constructed based on the finite-volume formulation and the SIMPLEC pressure-correction algorithm for the hydrodynamic computation. The boundary- fitted coordinate system is employed for the detailed depiction of topography. The boundary conditions and the modified turbulence constants suitable for an atmospheric boundary- layer are applied together with the k- s turbulence model. The full- scale experiments of Cooper's Ridge, Kettles Hill and Askervein Hill are chosen as the validation cases . Comparisons of the mean flow field between the field measurements and the predicted results show good agreement. In the simulation of the wind flow over Askervein Hill , the numerical model predicts the three dimensional flow separation in the downslope of the hill including the blockage effect due to neighboring hills . Such a flow behavior has not been simulated by the theoretical predictions. Therefore, the present model may offer the most accurate prediction of flow behavior in the leeside of the hill among the existing theoretical and numerical predictions.
29.7% 축소 NASA Common Research Model을 벨리 스팅 모형지지부에 장착하여 저속에서 풍동시험을 수행하였다. 다양한 형상의 페어링을 장착한 벨리 스팅 모형지지부에 대하여 공력계수를 측정하는 시험을 수행하였으며 그 결과를 고찰하였다. 벨리 스팅 모형지지부에 장착된 CRM 형상을 이용하여 힘과 모멘트를 측정하였다. 벨리 스팅 페어링 형상 변화에 따른 피칭모멘트로부터 벨리 스팅 간섭 효과를 감소시키는 형상을 찾았다. 전산해석을 통해 벨리 스팅 모형지지부의 간섭과 시험부 페어링의 간섭 감소효과를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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