• 동력기계공학회지
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• 제19권4호
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• pp.17-23
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• 2015

Because of the energy resources shortage and global pollution, the wind power systems have been developed consistently. Among the components of the wind power system, the rotor blades are the most important component. Generally it is made of GFRP material. Recently, GFRP material has been replaced by CFRP composite material in the blade which has an aerodynamic profile and twisted tip. However the failures has occurred in the trailing edge of the blade by the severe wind loading. Thus, tougher material than CFRP material is needed as like the aramid fiber. In this study, we investigated the mechanical behaviors of the blade using aramid fiber composites about wind speed variation. One-way FSI (fluid-structure interaction)analysis for the wind rotor blade was conducted. The structural analyses using the surface pressure loading resulted from wind flow field analysis were carried out. The results and analysis procedure in this paper can be utilized for the best strength design of the blade with aramid fiber composites.

• 문화기술의 융합
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• 제9권6호
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• pp.919-925
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• 2023

현대의 드론에 장착되고 있는 임무 장비들의 소형화되고, 감시, 정찰 등의 여러 임무를 수행한다. 이에 따라 임무 장비는 풍하중, 모터 회전 등에 외란에 노출이 되어있으며, EOTS 구동에 있어 불안정성을 야기할 수 있다. 특히 EOTS의 시선의 위치 변경에 있어 단순 Step 입력은 급격한 속도의 변화를 일으켜 오버슈트를 발생시키며 여러 외란과 함께 불안정성을 야기할 수 있다. 따라서 EOTS의 시선의 변경을 할 시에 각속도가 사다리꼴 형태로 움직일 수 있도록 프로파일을 설정하고, 이를 이중 루프 제어기를 설계하여 위치 피드백을 받는 외부 루프의 Input에 적용 후 시스템의 안정성 비교와 최대 속도, 최대 가속도를 변화시키면서, 시스템이 안정적인 범위 내에서 속도 프로파일의 최적화를 연구하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.391-398
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• 2016

본 연구에서는 난류 유입조건을 갖는 수평축 풍력터빈 블레이드의 공력 하중에 대해 초점을 맞추어 연구하였다. 난류모델은 풍속과 방향에 대한 변동을 포함하며, 그 특성은 난류 강도와 표준편차로 표현된다. IEC61400-1에서는 정상 난류 모델과 정상 풍속 측면도에 대해서 피로해석을 수행하도록 규정하고 있다. 이를 위해 공력 최적설계 절차를 통해 얻어낸 MW급 수평축 풍력터빈 블레이드 허브와 저속 회전축에 대한 공력하중 해석을 수행한다. 공력하중 성분은 수치적인 절차를 통해 얻어내며 이를 블레이드 회전 특성을 고려하여 해석적으로 검토하였다. 난류 조건을 고려했을 때의 최대 추력과 토크의 변동치는 난류 조건을 고려하지 않았을 때의 값들에 비해 5~8 배 더 큰 값을 보였다. 따라서 난류 조건을 반영한 하중 해석은 풍력터빈 블레이드의 구조설계에 있어서 필수적임을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.151-156
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• 2021

지구 유체운동의 속력과 방향은 전자기파를 이용한 원격탐사 방법으로 측정된다. UHF 레이더와 GPS 존데를 이용하여 고도별 유체의 속도를 각각 오일러 측정 방법과 라그랑지 측정 방법으로 산출하였다. 대기의 운동 방향인 풍향은 바람이 불어오는 쪽으로 표시하고, 0° - 360°의 순환값을 사용하기 때문에 통계적 분석에 주의가 필요하다. 계산 조건의 설정에 따라 발생하는 오류를 제시하였고, 수정된 비교 결과의 정밀도는 400% 까지 향상하였다.

• Advances in Computational Design
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• 제8권3호
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• pp.237-253
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• 2023

Torque ripple content and variable switching frequency operation of conventional direct torque control (DTC) are reduced by the integration of space vector modulation (SVM) into DTC. Integration of space vector modulation to conventional direct torque control known as SVM-DTC. It had been more frequently used method in renewable energy and machine drive systems. In this paper, SVM-DTC is used to control the rotor side converter (RSC) of a wind driven doubly-fed induction generator (DFIG) because of its advantages such as reduction of torque ripples and constant switching frequency operation. However, flux and torque ripples are still dominant due to distorted current waveforms at different operations of the wind turbine. Therefore, to smoothen the torque profile a Neural Network Controller (NNC) based SVM-DTC has been proposed by replacing the PI controller in the speed control loop of the wind turbine controller. Also, stability analysis and simulation study of DFIG using process reaction curve method (RRCM) are presented. Validation of simulation study in MATLAB/SIMULINK environment of proposed wind driven DFIG system has been performed by laboratory developed prototype model. The proposed NNC based SVM-DTC yields superior torque response and ripple reduction compared to other methods.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.291-300
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• 2013

태풍시 발생하는 해상풍 산출을 위해서는 태풍 모의 기법을 이용하며, 이 경우 Holland 모델은 비교적 정확도 높은 태풍 모의가 가능하게 한다. 태풍 모의를 위한 가용 정보로는 JTWC(Joint Typhoon Warning Center, USA)와 RSMC(Regional Specialized Meteorological Center, Japan) 최적경로자료가 있으며, 두 자료는 매개변수 산정 방법과 제공하는 태풍인자가 약간 다르다. 본 연구에서는 RSMC 최적경로자료에서 제공하는 풍속 25 m/s와 15 m/s에 해당하는 반경을 Holland 모형에 각각 대입하여 구성되는 2개의 비선형 방정식을 구성하였으며, 구성된 방정식의 해에 해당하는 최대풍속반경은 Newton-Raphson 기법을 이용하여 산출하였다. 본 방법은 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 태풍 풍속프로파일에 근거하여 산출된 결과로서 타 방법에 의하여 산출된 결과보다 태풍 매개변수의 공간적, 시간적 변화에 능동적으로 반응하여 태풍의 특성을 보다 잘 반영하는 것으로 나타났다. RSMC 최적경로 자료를 이용할 경우, 본 방법은 태풍모의 입력 자료의 일관성도 확보할 수 있기 때문에 최대풍속 반경 산출에 합리적일 것으로 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제19권1호
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• pp.15-33
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• 2014

This paper describes partial turbulence simulation and validation of the aerodynamic pressures on building models for an open-jet small-scale 12-Fan Wall of Wind (WOW) facility against their counterparts in a boundary-layer wind tunnel. The wind characteristics pertained to the Atmospheric Boundary Layer (ABL) mean wind speed profile and turbulent fluctuations simulated in the facility. Both in the wind tunnel and the small-scale 12-Fan WOW these wind characteristics were produced by using spires and roughness elements. It is emphasized in the paper that proper spectral density parameterization is required to simulate turbulent fluctuations correctly. Partial turbulence considering only high frequency part of the turbulent fluctuations spectrum was simulated in the small-scale 12-Fan WOW. For the validation of aerodynamic pressures a series of tests were conducted in both wind tunnel and the small-scale 12-fan WOW facilities on low-rise buildings including two gable roof and two hip roof buildings with two different slopes. Testing was performed to investigate the mean and peak pressure coefficients at various locations on the roofs including near the corners, edges, ridge and hip lines. The pressure coefficients comparisons showed that open-jet testing facility flows with partial simulations of ABL spectrum are capable of inducing pressures on low-rise buildings that reasonably agree with their boundary-layer wind tunnel counterparts.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권2호
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• pp.125-144
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• 2017

This paper summarises the design of a gust generator and the comparison between high fidelity numerical results and experimental results. The gust generator has been designed for a low subsonic wind tunnel in order to perform gust response experiments on wings and assess load alleviation. Special attention has been given to the different design parameters that influence the shape of the gust velocity profile by means of CFD simulations. Design parameters include frequency of actuation, flow speed, maximum deflection, chord length and gust vane spacing. The numerical results are compared to experimental results obtained using a hot-wire anemometer and flow visualisation by means of a tuft and smoke. The first assessment of the performance of the gust generator showed proper operation of the gust generator across the entire range of interest.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권3호
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• pp.177-182
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• 2007

경계요소법을 사용하여 세 가지 유형의 전두부 형상과 비 평면 지면이 FAST 동체의 공력 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 본 수치해석 기법을 검증하고 벽면의 영향이 마찰항력에 미치는 영향을 파악하기 위하여 풍동시험을 수행하였다. 채널은 동체의 양력을 증가시키는 효과가 있었다. 최적의 전두부 형상은 동체와 측면 벽 사이의 간격, 동체의 높이와 같은 FAST 및 안내로 설계 조건에 의존하였다. 계산한 유도항력계수 값과 측정한 전항력 값을 비교한 결과 형상 항력은 동체의 고도에 무관하였다. 지면효과를 받지 않는 동체의 형상항력 값을 알고 있다면, 본 수치기법은 고속 지상 운행체의 개념설계에 사용할 수 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권2호
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• pp.137-148
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• 2010

This paper investigates the characteristics of turbulence schemes. Turbulence closures are fundamental for modeling the atmospheric diffusion, transport and dispersion in the boundary layer. In particular, in non-homogeneous conditions, a proper description of turbulent transport in planetary boundary layer is fundamental aspect. This study is based on the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS) and combines four different turbulence schemes to assess if the different schemes have a impact on simulation results of vertical profiles. Two of these schemes are Isotropc Deformation scheme (I.Def) and Anisotropic deformation scheme (A.Def) that are simple local scheme based on Smagorinsky scheme. The other two are Mellor-Yamada scheme (MY2.5) and Deardorff TKE scheme (D.TKE) that are more complex non-local schemes that include a prognostic equation for turbulence kinetic energy. The simulated potential temperature, wind speed and mixing ratio are compared against radiosonde observations from the study region. MY2.5 shows consistently reasonable vertical profile and closet to observation. D.TKE shows good results under relatively strong synoptic condition especially, mixing ratio simulation. Validation results show that all schemes consistently underestimated wind speed and mixing ratio but, potential temperature was somewhat overestimated.