• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.39 no.4
• /
• pp.331-341
• /
• 2020

At liftoff, launch vehicles are subject to harmful acoustic loads due to the intense acoustic waves generated by propulsion systems. Because these waves can cause electronic and mechanical components of launch vehicles and payloads to fail, predicting and mitigating acoustic loads is an important design issue. This article presents the latest information about the generation of acoustic waves and the acoustic design methods applicable to the launch pad. The development of the Japanese Epsilon solid launcher is given as an example of the new methodology for launch pad design. Computational fluid dynamics together with 1/42 scale model testing were performed for this development. Effectiveness of the launch pad design to reduce acoustic loads was confirmed by the post-flight analysis.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.34.1-34.1
• /
• 2011

풍력발전기 블레이드 설계에 적용하기 위한 에어포일의 선택 혹은 설계에 있어서 가장 중요한 요소 가운데 하나는 표면 거칠기 변화에 따른 에어포일 성능의 민감도이다. 블레이드 표면은 대기 중의 먼지, 곤충 시체 등에 따라 계속적으로 오염되며 이는 에어포일의 설계 당시의 성능을 계속적으로 저감시킨다. 이러한 표면 거칠기의 증가는 에어포일의 종류에 따라 성능을 50% 이상 저감시키며 이는 블레이드의 설계 성능을 저감시키므로 블레이드 설계를 위한 에어포일 선정 단계에서 표면거칠기 민감도가 가능한 낮은 에어포일을 선정하여 블레이드의 공력 설계를 수행하게 된다. 본 연구에서는 표면 거칠기 변화로 인한 에어포일의 성능 저감이 실제 블레이드의 성능에 어떠한 영향을 주는지를 살펴 보았다. 에어포일은 표면이 깨끗한 상태와 ZZ 테입을 부착하여 표면이 심각하게 오염된 상황을 모사하여 두 경우 모두를 풍동 시험한 DU 에어포일 시리즈를 선정하였다. 3MW 급의 블레이드에 대하여 두께비 40%~18%의 에어포일을 적용하여 설계를 수행하였으며 두께비 30%~18%에어포일에 대하여 표면이 깨끗한 경우와 오염된 경우의 데이터를 적용하여 블레이드 성능 변화 및 다른 성능 변수들의 변화를 살펴보았다. 블레이드 성능에 대하여는 BEMT를 적용하여 설계 및 시뮬레이션을 수행하였다. 연구 결과 에어포일의 성능 저하는 블레이드 공력 효율에 있어서 8%의 저감을 나타내며 7%의 극한하중 저감을 보이는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.492-497
• /
• 2011

Helicopter uses a rotor system to generate lift, thrust and forces, and its aerodynamic environment is generally complex. Unsteady aerodynamic environment arises such as blade vortex interaction. This unsteady aerodynamic environment induces vibratory aerodynamic loads and high aeroacoustic noise. Those are at N times the rotor blade revolutions (N/rev). But conventional rotor control system composed of pitch links and swash plate is not capable of adjusting such vibratory loads because its control is restricted to 1/rev. Many active control methodologies have been examined to alleviate the problem. The blade using active control device manipulates the blade pitch angle at arbitrary frequencies. In this paper, Active Trailing-edge Flap blade, which is one of the active control methods, is designed to modify the unsteady aerodynamic loads. Active Trailing-edge Flap blade uses a trailing edge flap manipulated by an actuator to change camber of the airfoil. Piezoelectric actuators are installed inside the blade to manipulate the trailing edge flap.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.41 no.11
• /
• pp.855-864
• /
• 2013

Active tab is one of the promising technology for the BVI (blade-vortex interaction) noise reduction, and analysis of noise reduction performance is very important phase of the technology development. For the purpose of analysing the performance of noise reduction using active tab, CAMRAD II model for a model-scale rotor system was constructed utilizing structural design result and airfoil aerodynamic data generated by CFD (computational fluid dynamics) calculation. HHC strategy was applied to descent flight condition and air-load was calculated by CAMRAD II then variations of BVI noise was calculated by in-house program. Calculation result with respect to tab length and control phase changes showed BVI noise could be reduced by -3.3dB.

• Journal of Aerospace System Engineering
• /
• v.16 no.6
• /
• pp.64-73
• /
• 2022

This study aimed to design a 3D fairing shape to reduce the air resistance of commercial vehicles. Rankine Half Body was applied to design the fairing shape, and the design was verified through aerodynamic analysis. Aerodynamic loads were calculated considering the speed conditions of commercial vehicles and gust conditions to ensure the structural safety of the fairing. A glass fibre/epoxy composite material was used to design a fairing structure that satisfied the safety factor 3. The structural safety of the lightest fairing was confirmed through structural analysis.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.18 no.12
• /
• pp.9-16
• /
• 2017

In this paper, the aerodynamic design process of wind turbine blades is established. The optimization design strategy is presented and the constraints that must be reviewed during the aerodynamic design process are summarized. Based on this, this study developed a BEMT-based aerodynamic optimal design program that can be applied easily to actual work, not only for research purposes, but also can be integrated from the initial concept design stage to the final 3D shape detail design stage. The developed program AeroDA consisted of a concept design module, basic design module, optimal TSR module, local shape optimization module, performance analysis module, design verification module, and 3D shape generation module. Using the developed program, an improved design of the 5MW blade by NREL was made, and it was confirmed that this program could be used for design optimization. In addition, a 10kW blade aerodynamic design and turbine detailed performance analysis were carried out, and it was verified by a comparison with the commercial program DNVGL Bladed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.11a
• /
• pp.186-186
• /
• 2010

개별 블레이드 피치 제어(individual blade pitch control)는 각각의 로터 블레이드의 피치각을 독립적으로 조정함으로써 블레이드에 작용하는 공력을 변화시키는 원리로 풍력 터빈 구조물에 발생하는 동적 피로하중을 저감시키기 위한 제어기법이다. 그러나 개별 피치 제어에 의해 발생하는 각 블레이드의 독립적인 피치 운동은 풍력 터빈 회전자에 비대칭성을 야기하고 구조물의 동적 불안정 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 이에 대한 정확한 동적 해석이 선행되어야 한다. 하지만 블레이드의 피치 운동이 반영된 풍력 터빈은 시변계로 간주되어 기존의 시불변계 해석기법을 직접 적용할 수 없기 때문에 동적 해석에 어려움이 있다. 이 논문에서는 각각의 블레이드 피치운동을 주기함수로 근사화 함으로써 풍력 터빈을 주기 시변계로 모형화한다. 그리고 효율적으로 주기 시변계의 근사해를 구하기 위한 변조 좌표 변환(modulated coordinate transformation)기법을 적용하여 블레이드의 피치운동이 반영된 풍력 터빈의 동적 안정성 해석을 수행하였다. 그리고 현재 풍력 터빈의 동적 해석에 활용되는 대표적인 해석 기법인 다중 블레이드 좌표변환(multi-blade coordinate transformation)기법을 이용한 해석보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.57.1-57.1
• /
• 2011

본 논문에서는 소음을 저감하고 구조적 안전도를 향상시키기 위하여 10kW급 소형 복합재 풍력터빈 블레이드를 해석, 설계하였다. 풍력터빈 블레이드 설계의 기본 사항에 맞추어 블레이드의 스팬 길이는 약 4m, 중량은 30kg 내외가 되도록 설정하였다. 풍력발전기용 블레이드는 경량화가 중요하므로 유리섬유복합재 (glass fiber reinforce pastics), 탄소섬유복합재 (carbon fiber reinforced plastics)가 사용되었다. 본 설계에서는 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD(UIN150c), E-glass 등을 사용하였다. 상용 유한요소 프로그램인 NASTRAN을 이용해 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD (UIN150c)의 탄소섬유복합재만으로 구성된 블레이드 구조해석을 수행한 결과 중량 조건 및 강도의 안전도는 충족되었으나, 높은 가격을 감안하여 E-glass와 조합하여 블레이드를 재설계할 예정이다. 이번 설계는 소형 풍력발전용 블레이드 설계이므로 좌굴은 고려하지 않았으며, 향후 필요에 따라서 좌굴 및 피로해석도 수행하여 검증할 예정이다. 그리고 블레이드가 복합재로 구성되면 감쇠력이 감소할 가능성이 있다. 탄소섬유복합재로만 구성된 블레이드 구조해석에서도 최대 40cm의 변형이 예측되었으며, 감쇠값 저하 문제도 고려하여야 될 것 같아 BEMT (Blade Element Momentum Theory) 공력모델을 이용해 구조-유체 연성 결합 해석을 수행할 계획이다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.16 no.6
• /
• pp.62-72
• /
• 2012

Divert and attitude control system(DACS) plays an important role for orbit transfer and attitude control, and therefore becomes important subject for recent space vehicle and Precision Guided Missile(PGM) development. To develop DACS system, main research areas include shape combination of pintle and nozzle to maximize thrust change, and reduction of aerodynamic pintle load to minimizle pintle driving force, and development of multi-axis control algorithm. In this paper, introduction, classification, and overseas/domestic research and development program, and prospects of DACS are reviewed and summarized.