• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.293-296
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• 2008

본 연구에서는 BEMT와 gradient method를 이용하여 블레이드를 설계한 후 이에 대한 세밀한 유동장 해석을 위하여 CFD 기법을 적용하였다. CFD의 경우 해석시간의 문제로 설계단계에서의 적용에 어려움이 따른다. 따라서 설계 단계에서는BEMT를 적용하는 것이 적절하다. 그러나 BEMT의 경우 기법의 한계로 인하여 세밀한 유동의 해석에 어려움이 따른다. CFD의 경우 전체 유동장 및 블레이드 표면에서의 자세한 물성치 분석에 유리한 점을 가진다. 본 연구에서는 두가지 해석 기법의 장점을 살려 설계단계에서는 BEMT를 적용후 결과물인 블레이드 형상에 대하여 CFD 해석을 수행하여 유동장 해석을 하였다.

• 풍력에너지저널
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• 제14권4호
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• pp.50-56
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• 2023

With the abnormal weather phenomena caused by global warming, the frequency and intensity of lightning strikes are increasing, and lightning accidents are becoming one of the biggest causes of failures and accidents in offshore wind turbines. In order to secure generator operation reliability, effective and practical measures are needed to reduce lightning damage. Because offshore wind turbines are tall structures installed at sea, the possibility of direct lightning strikes is very high compared to other structures, and the role of surge protection devices to minimize damage to the electrical and electronic circuits inside the wind turbine is very important. In this study, a varistor, which is a key element for a class 1 surge protection device for direct lightning protection, was developed. The current density was improved by changing the varistor composition, and the distance between the electrode located on the varistor surface and the edge of the varistor was optimized through a simulation program to improve the fabrication process. Considering the combined effects of heat distribution, electric field distribution, and current density on the optimized varistor surface, silver electrodes were formed with a gap of 0.5 mm. The varistor developed in this study was confirmed to have an energy tolerance of 10/350 ㎲, 50kA, which is a representative direct lightning current waveform, and good protection characteristics with a limiting voltage of 2 kV or less.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.47-52
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• 2021

최근 국제적으로 신재생 에너지 개발이 활발함에 따라 풍력발전의 비중이 확대되고 있다. 특히 고품질의 풍력자원을 이용하고 소음 피해를 최소화하기 위하여 해안에서 멀리 떨어진 해역에 대규모 풍력단지가 조성되는 추세이다. 해상에 풍력단지가 건설됨에 따라 영해나 영공 감시를 위한 레이더에 간섭을 일으키는 문제 이외에도 해상에서 육상으로 송신하는 조난통신을 간섭하는 지에 대한 분석이 필요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 선박에서 MF 또는 HF 대역의 전자파를 송신할 경우, 선박과 육상 기지국 사이에 위치한 해상풍력 발전단지가 송신된 전자파에 대한 간섭 여부를 분석하였다. 이를 위해 대상지역을 수치지형도와 풍력발전기 CAD모델을 활용하여 주변 환경 및 해상풍력 발전단지를 전자기학적으로 모델링하였다. 파장에 비해 광범위한 지역에 대한 전파 분석이므로 고주파 분석기법이 타당하나, 적용할 고주파 분석기법을 주변해역과 지형을 간략화하여 저주파 분석기법으로 먼저 검증하였다. 해상풍력 발전단지 부근에서 송신한 신호에 대해 육상기지국에서 수신한 전력을 분석한 결과, 발전단지가 설치되더라도 거의 동일한 수준으로 전파를 수신할 수 있었다. 이는 풍력발전기가 대형 구조물이기는 하나 타워의 직경은 수 미터에 불과하므로 지향성이 없고 파장이 긴 MF 및 HF 대역에 대해서는 큰 장애물로 작용하지 않기 때문으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권3호
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• pp.8-14
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• 2015

More and more, spaces are decreasing which satisfy multiple requirements for wind power plants. However, areas which have excellent wind resources and are free to civil complaints occupy a large space, although they are exposed to the cryogenic environment. This study conducted a thermal-fluid analysis of a cryogenic chamber for testing large wind turbine parts exposed to the cryogenic environment. The position of supply air is placed to the upper area to compare each cooling performance for each location of various outlets in mixing ventilated conditions. The study carried out CFD analysis for the chamber both with and without a test object. For the cases without the test object, the air temperature of the upper supply and down extract type chamber was cooled faster by 5-100% than the others. However, for the cases with the test object, the object temperature of upper supply and center extract on the opposite side type chamber was cooled faster by 33-132% than the others. The cooling performance by the air inside the chamber and the test object did not show the same pattern, which implicates the need to consider the cooling performance by not only the air but also the test object in the large cryogenic chamber design for testing large parts.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.543-556
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• 2016

본 연구에서는 5 MW 급 대형 풍력터빈 절연커플링의 시험평가 장치를 자체설계 개발하였다. 3 MW 급 대형 풍력터빈용 절연커플링에 대한 공인성능시험평가를 수행하고 시험장치에 대해서는 개발요구도, 장치설계, 기능적 고려사항, 구조진동해석 및 검토 결과를 제시하였다. 본 연구에서 고려한 대형 풍력용 절연커플링 모델과 같이 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 두꺼운 유리섬유 복합재 파이프의 경우 shell 요소 기반의 유한요소 해석기법과 두께 효과를 정확하게 모델링 할 수 있는 복합재 적층형 3D solid 모델링 기법의 비교결과를 제시하였다. 또한 다수의 판스프링이 적층된 형태로 제작된 디스크팩 구조에 대한 효과적인 비선형 유한요소 해석기법을 제시하고 시험평가 결과와 비교 검증을 수행하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.307-313
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• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제18권8호
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• pp.927-932
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• 2009

Wind turbine noise become main environmental problem as wind energy have been installed all around. Noise from large wind turbine give annoyance to listener, moreover it increase loading to whole system by restricting blade tip speed. However accurate noise mechanism of wind turbine is not yet examined. This paper reviewed noise source and analysis theory. Broadband noise if main component of wind turbine noise and airfoil self noise is main noise source. These make acoustic analogy hard to apply for analysis. For this reason, experimental equation is method for wind turbine noise prediction up to now. Spectrum analysis shows that vortex shedding noise exists around $1k{\sim}2k$ Hz. This region is most sensitive frequency range to human. Thus it is necessary to reduce this noise source.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.55-60
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• 2012

The purpose of this study is to investigate the buckling load of filament-wound composite towers for large scale wind-turbine using finite element method(FEM). To define material properties, we used both the effective property method and the stacking properties method. The effective properties method is to assume that composite consists of one ply. The stacking properties method is to assume that composite consists of some stacked plies. First, linear buckling analysis of the tower, filament-wounded with angles of [${\pm}30$] was carried out by two methods for composite material properties, the stacking method and the effective method. and FE analysis was performed for the composite towers according to filament winding angles of [${\pm}30$], [${\pm}45$], [${\pm}60$]. FE analysis results using the stacking properties of the composite were in good agreement with the results by the effective properties. The difference between FEM results by material properties methods was approximately 0~2.3% in buckling Analysis and approximately 0~0.6% in modal analysis. And above the angle of [${\pm}60$], there was a little change of buckling load.

• 한국해양공학회지
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• 제25권1호
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• pp.61-66
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• 2011

According to recent figures, 35% of the world's blades are made using prepreg blades, by Vestas and Gamesa. They are the most advanced in the market today. In this study, we investigated the validity of the finite element method (FEM) applied to an FE analysis of a hybrid composite wind-turbine blade. Two methods were suggested for a composite FE analysis: using the equivalent properties of the composite or using stacking properties. FE analysis results using the stacking properties of the composite were in good agreement with results of using the equivalent properties. The difference between FE results was approximately 0.6~13.3%.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.81-84
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• 2017

본 논문에서는 대형 풍력발전시스템에서 신뢰성 및 품질에 가장 큰 영향을 주는 기계적인 부품에 있어서 증속기어를 제거함으로서 잠재적인 고장 및 전력품질 저하의 문제점을 해결하고자 한다. 제안된 방식은 회전가능한 고정자와 슬립링을 적용하고, 고정자를 회전시킴으로써 기존의 증속기를 갖는 풍력발전시스템과 유사한 발전특성을 확보하고자 한다. 또한, 제안된 방식의 동작과 성능을 확인하기 위해 PSIM 시뮬레이션 패키지를 사용하여 시뮬레이션을 수행하여 성능을 검증하였다.