• 대한기계학회논문집A
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• 제35권1호
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• pp.59-65
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• 2011

블레이드와 바람의 상호작용에 의해 발생하는 풍력터빈의 공기역학적 토크와 파워의 특성은 매우 비선형적이다. 그러므로 풍력터빈의 전체 동적 거동은 풍속의 크기에 따라서 비선형적인 특성을 가진다. 공기역학적 비선형성은 또한 풍력터빈 제어시스템의 특성에 영향을 미치므로, 풍력터빈 제어기를 설계하기 위해서는 비선형적인 공기역학적 특성들에 대한 해석을 통한 고찰이 필연적이다. 본 논문에서는 정격파워 이상에서 풍속 크기에 따른 비선형적인 공기역학적 특성들과 이 비선형성들이 PI 제어기를 가지는 폐루프 피치계에 미치는 영향들을 1-질량 모델의 풍력터빈에 대하여 살펴본다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권10호
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• pp.833-841
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• 2014

본 논문에서는 공중에 띄운 풍선을 카메라를 이용하여 촬영하고 이를 영상처리를 통하여 추적한 다음 그 움직임 정보를 이용해서 풍속을 추정하는 알고리즘을 제안한다. 여기서 사용되는 풍선은 아무런 장치가 장착되지 않은 것을 사용하므로 소모적이지만 저렴하며, 모든 지상 장비들은 반영구적으로 사용 가능하므로 효용성이 높다. 또한 다수의 카메라를 사용함으로써 정밀한 3차원 정보 획득이 가능하며, 일정 영역의 바람 속도장 추정이 가능하다. 본 논문에서 제안하는 시스템은 풍선의 공기 역학적 모델과 영상처리를 통한 추적 시스템 그리고 속도 추정 알고리즘으로 구성된다. 각각의 알고리즘을 단위 검증한 후에 설계한 검증 시스템과 가시화 프로그램을 통하여 통합 검증 및 시뮬레이션을 수행한다.

• 한국추진공학회지
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• 제3권3호
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• pp.40-46
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• 1999

풍력발전용 회전날개의 공력성능과 시동특성은 정격출력 및 운용방법 등의 전체적인 시스템 성능을 결정짓는 중요한 요소이다. 따라서, 풍력발전용 회전날개를 설계한 경우 공력성능과 풍속 및 깃각에 따른 시동특성은 반드시 검토되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 수평축 풍력발전용으로 개발된 회전날개의 공력성능을 해석하기 위한 프로그램을 개발하였으며, 타당성 검증을 위해 상용화 되어있는 회전날개의 공력성능해석을 수행한 결과 회사측에서 제시한 실험치와 잘 일치함을 확인하였다. 또한 개발된 공력 해석 프로그램을 바탕으로 시동특성 해석 프로그램을 개발하여 분석한 결과 우리나라와 같이 저풍속에서 운용되는 풍력발전기에는 가변깃각 제어방식이 유리함을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.400-403
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• 2009

Current wind turbine units that are used primarily 3Blade type devices or large-scale wind-term capacity of 2MW of 60m~90m Blade diameter is applied. This is not the best suitable design with the designing condition for the special quality of wind condition in the South-West Coastal Areas of Korea where the wind speed frequency of average wind speed and over 10m/s high wind velocity is fairly low. For this matter, in this dissertation, the expecting generation amount of electric power is measured excluding a mechanical moment, considering wind power energy traveling to the Blade when 60m~120m blade is applied, based on 2MW wind generator. Also, we would like to propose the Blade diameter which is fitted by wind condition of South-West Coastal Areas of Korea.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.1-8
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• 2011

본 연구에서는 지리정보기반의 강풍위해지도를 개발하였으며, 이는 지표조도모형, 지형할증모형, 균일강풍지도로 구성된다. 지표조도모형은 지표조도가 지표풍에 미치는 영향을 반영하기 위해서 개발되었다. 지형에 의한 풍속할증을 반영하기 위하여 지형 할증모형을 개발하였다. 지형에 의한 풍속할증은 건축구조설계기준(2005)을 채용하여 산정하였다. 균일강풍지도는 기상자료를 이용한 빈도분석법과 태풍 시뮬레이션을 통하여 개발되었다. 본 연구에서 개발한 강풍위해성 평가방법을 통한 강풍위해지도가 강풍에 의한 손실, 피해 및 보험료율 산정에 적용될 수 있음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.21-26
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• 2015

본 연구는 대심도 터널에서 화재발생 시 균일배기방식의 경우에 대하여 최적의 배연용량을 산정함으로서 환기설비의 설계기술기준 정립 및 세부설계인자 도출을 위한 기초자료로의 활용을 목적으로 한다. 수치해석은 FDS 프로그램을 사용하였으며, 대심도 터널 화재 시 비정상유동에 대하여 해석하였다. 화재해석 결과, 터널내부의 풍속이 0 m/s인 경우 배연용량이 $80m^3/s$로 연기이동거리가 250 m이내로 유지되었으나, 내부풍속이 3.0 m/s인 경우 배연용량이 $197.1m^3/s$로 약 2.5배 증가되어야 연기이동거리가 250 m 이내로 유지되었다.

• 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.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.579-585
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• 2014

10kW 급의 소형 풍력 발전 시스템은 언덕이나 공원, 도시와 같은 협소한 지역에 유연하게 설치될 수 있다는 장점으로 인해 신재생에너지 분야에서 지속적인 연구와 개발이 이루어지고 있다. 이러한 풍력발전 시스템의 설계시에는 풍속변화에 따른 다양한 형태의 전력 제어장치의 체계적인 성능 분석이 요구된다. 그러나 실물 크기의 풍력발전기에 개발된 전력 제어장치의 직접 적용은 어려운 실정이며 따라서 실내에서 풍속의 변화에 따른 블레이드의 공력토크를 모사할 수 있는 토크 시뮬레이터를 사용하여 설계된 전력 제어장치의 성능을 분석하는 것이 바람직하다. 이에 본 연구에서는 3상 토크제어용 인버터, 3상 유도전동기, 벨트 감속기 및 PMSG로 구성되는 10kW급 풍력발전 토크 시뮬레이터를 개발하고자 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권2호
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• pp.100-105
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• 2015

온실의 난방부하 중 틈새환기전열부하 산정방법은 설계 기준마다 제각각이고, 온실의 규모에 따라 각각의 방법에는 큰 차이가 있으므로 보다 정확히 국내에 적용할 수 있는 방법을 정립할 필요가 있다. 본 연구에서는 원예시설의 환경설계 중 난방부하 산정방법 정립에 필요한 기초자료를 제공할 목적으로 다양한 종류의 보온커튼을 설치한 단동 및 연동 플라스틱 온실에서 추적가스법을 이용하여 틈새환기율을 실측하였으며, 온실의 틈새환기 전열부하 산정방법을 검토하였다. 연동온실의 틈새환기율은 $0.042{\sim}0.245h^{-1}$의 범위로 측정되었으며 단동온실의 틈새환기율은 $0.056{\sim}0.336h^{-1}$의 범위로 측정되어 단동온실이 약간 큰 것으로 나타났다. 온실의 틈새환기율은 단동, 연동 구분없이 보온커튼의 층수에 따라 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 틈새환기율은 온실의 실내외 기온차가 커질수록 증가하는 경향을 보였으나, 실험기간 동안의 낮은 풍속 범위에서 외부 풍속에 따른 틈새환기율의 변화는 일정한 경향을 찾을 수 없었다. 온실의 난방설계를 위한 틈새환기율은 적정 실내외 기온차에서의 값을 제시할 필요가 있고, 최대난방부하 산정의 기준이 되는 낮은 풍속 범위에서 풍속에 따른 틈새환기율의 변화는 고려하지 않아도 되는 것으로 고찰되었다. 다만 강풍지역에서는 열관류율을 포함하여 최대난방부하를 약간 증가시키는 보정계수의 적용이 필요할 것으로 판단되었다. 온실의 틈새환기전열부하 산정방법을 검토한 결과 틈새환기전열계수와 온실의 피복면적을 이용하는 방법은 문제가 있는 것으로 나타났으며, 틈새환기율과 온실의 체적을 이용하는 방법이 합리적인 것으로 판단되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.663-667
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• 2017

최근 화석연료의 사용으로 인한 연료고갈 및 환경문제가 대두되고 있으며 이를 해결하기 위한 대체에너지 개발이 시급한 실정이다. 풍력에너지는 대체에너지 중 지속적으로 무제한 사용할 수 있고 공해물질 배출이 없는 청정에너지로 각광받고 있다. 풍력발전은 바람에너지가 로터 블레이드를 통해서 운동에너지로 변환되고 다시 발전기를 통해서 전기에너지를 발생시키는 에너지 변환기술이며, 풍력발전기의 중요부품인 블레이드의 설계 및 제작은 매우 중요한 요소이지만, 우리나라는 이에 대한 기초자료 및 핵심기술 등이 부족하여 아직도 중요부품들을 외국에서 수입하여 사용하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 저 풍속에서도 발전 가능한 다층형 구조의 블레이드를 소형풍력발전기에 적용하여 풍속 및 블레이드 개수에 따른 발전기의 출력특성을 분석하였다. 연구결과, 최대풍속 8m/s일 때 블레이드 3개를 적용하면 블레이드를 1개 및 2개를 적용했을 때보다 발전기 출력전압은 33% 및 18%로 증가되었고, 발전기 출력전류는 33% 및 15%로 증가되었으며 발전기 RPM은 23% 및 13%로 증가되었다. 본 연구에서다층형 구조의 블레이드를 소형풍력발전기에 적용한 결과 발전기의 출력특성이 향상되었고 저 풍속에서도 전기에너지의 수집이 가능함을 확인하였다.