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

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.7 no.1
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• pp.53-58
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• 2021

한전에서 운영중인 사우디라빅발전소에서 저압터빈 블레이드가 파손되었다. 블레이드의 경우 터빈의 핵심부품으로서 증기를 활용하여 발전기를 회전시켜 전기를 생산하는데 필수 부품이다. 반복적인 사고발생을 예방하기 위해 조직분석, 운전신호 분석등을 활용하여 원인을 규명하였고, 대책을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.05a
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• pp.49-52
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• 2008

The numerical analysis for gas temperature of turbine blade surface has been performed to investigate development of temperature with various blade edge shape. Two different types of the turbine which one is "Sharp" edge and the other is "Round" edge was modeled. Computations have been carried out several turbine rotational speeds in the range from 0 to 10,000 rpm for the each types of turbine edge shape. As a result, the more rotational speed of turbine increased, the more turbine blade's temperature decreased. It is also found that the surface temperature of turbine blades for sharp type edge were lower than the round type edge.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.12
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• pp.1153-1157
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• 2013

A steam turbine blade is one of the core parts in a power plant. It transforms steam energy into mechanical energy. It is installed on the rim of a rotor disk. Many failure cases have been reported at the final stage blades of a low-pressure (LP) turbine that is cyclically loaded by centrifugal force because of the repeated startups of the turbine. Therefore, to ensure the safety of an LP steam turbine blade, it is necessary to investigate the fatigue strength and life. In this study, the low cycle fatigue life of an LP steam turbine blade is evaluated based on actual damage analysis. To determine the crack initiation life of the final stage of a steam turbine, Neuber's rule is applied to elastic stresses by the finite element method to calculate the true strain amplitude. It is observed that the expected life and actual number of starts/stops of the blade were well matched.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.94-97
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• 2008

As the partial admission turbine has a intrinsically unsteady and three dimensional flow region, numerical calculation time of these study has been too long time. The numerical analysis for gas temperature of turbine blade surface has been performed to investigate development of temperature with various pyro start pressure. Computations have been carried out several turbine rotational speeds in the range from 0 to 16000 rpm and inlet conditions with 1423K, 7.2MPa. As a result, the more rotational speed and pyro starter pressure of turbine increased, the more turbine blade's temperature decreased. It is also found that flow field of turbine blade inlet area at pyro starter pressure of 5.75MPa and rotational speed of 12100 rpm formed surface temperature uniformly.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.04b
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• pp.17-19
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• 2008

본 연구에서는 우리나라와 같은 낮은 풍속에서 사용 가능한 블레이드의 형태와 블레이드의 피치각이 풍력터빈의 효율에 미치는 영향을 확인하고자 블레이드를 2종류의 형태로 제작하여 블레이드의 피치각에 따른 출력특성을 측정 하였다. 풍력터빈의 효율은 블레이드의 형태와 피치각에 대해 출력이 크게 좌우되었으며, 낮은 풍속 상태에서는 공기의 힘을 받는 면적이 클수록 출력특성이 좋게 나타났다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.12 no.4
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• pp.48-55
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• 2008

In this paper, numerical analysis of the surface gas temperature on turbine blades has been performed to investigate the temperature profiles characteristics of a partial admission supersonic turbine driven by high temperature and pressure gas of pyro-starter with two different types of turbine blade edge shape. In order to examine the surface gas temperature on turbine blades at initial starting, computations tlave been carried out at several turbine rotational speeds in the range of $0{\sim}10,000$ rpm for each type of turbine edge shape. "Sharp" edge and "Round" edge types were taken as the turbine edge shape factor. As turbine rotational speed increased, the average temperature of turbine blades was further decreased. It was also found that the surface temperature of turbine blades with a sharp edge was lower than round-type edge turbine blades.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.5
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• pp.342-350
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• 1994

본 연구를 통하여 기존에 사용되고 있던 알루미늄 압출재 블레이드를 복합재료로 대치하여 개 발함으로써 이의 타당성을 검토하여 보았다. 풍력발전기의 개발 추세는 점차 메가와트 (megawatt)급 시스템으로 진행되어 터빈 블레이드가 대형화됨에 따른 터빈브레이드의 경량화 및 내구력의 향상이 절실히 요구된다. 이는 복합소재의 사용으로 경량화를 통한 시스템 각요소의 제작비용절감 및 내구력 향상을 통한 시스템의 수명증대의 효과를 확보할 수 있을 것이다. 그 러나 복합재료를 사용한 터빈 블레이드는 기존의 알루미늄을 이용한 재료보다는 가격경쟁에서 다소 떨어지며 제작공정상의 어려움과 정밀한 설계기술의 미개발 등 아직도 많은 난점을 안고 있는 실정이다. 그러나 현재 풍력에너지 이용 선직국의 개발추이로 보아 대용량시스템의 터빈 블레이드는 복합소재의 사용이 필수적이며 보다 효율적인 양산시스템의 구축과 최적설계에 대한 연구가 지속적으로 실시되면 기존의 블레이드와는 충분한 경쟁성을 확보할 것으로 전망된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.60.1-60.1
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• 2011

본 연구에서는 풍력 터빈 블레이드의 다분야 통합 최적 설계를 위하여, 진동하는 비정상 공력하중에 의한 작동 수명을 고려한 최적화 과정을 수행하였다. 최적화 대상으로는 NREL의 1.5MW 급 풍력터빈을 baseline 으로 하였고, NREL의 FAST 프로그램을 이용하여 발전기의 정격 출력 및 블레이드에 작용하는 비정상 공력 하중 특성을 분석하였다. 최적화 수행 시 블레이드 형상의 효율적인 구현을 위해 형상모델링 함수를 이용하여 코드 길이와 트위스트 분포를 모델링하였다. 그리고 상용 MDO Framework 인 Piano를 이용하여 블레이드 루트부의 비정상 공력하중 조건을 완화시키는 최적화 설계를 수행하였다. 정격출력을 유지하면서도 Out of Plain 방향의 하중 조건을 개선하여 보다 긴 작동 수명을 기대할 수 있는 블레이드 형상을 설계하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.34-42
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• 2009

High-speed air turbine handpieces have been used as a dental cutting tool in clinical dentistry for over 50 years, but little study has been reported on their performance analysis. Therefore, the effect of turbine blade shape on performance characteristics of dental air turbine handpiece were studied using CFD in this paper. Computations have been performed for five different positions of turbine blade by using frozen rotor method that is one of steady-state method. The characteristics of turbine blade for shapes and reflection angles were analyzed. As a result of the computation, torque is increased by increasing the reflection angle of turbine blade.