• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.935-944
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• 2015

본 논문에서는 가변속 풍력발전시스템의 동적 모델링과 운전제어 시뮬레이션을 수행하였다. 풍속모델, 풍력터빈과 PMSG 모델, MPPT 및 피치 운전제어 모델 등을 구현하였다. 그리고 상용화된 5MW급 풍력터빈 데이터들을 참고하여 실제적인 시스템과 유사한 출력계수 및 가상 운전 조건으로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과 정격속도 12[m/s]까지 최대출력계수를 유지하면서 최대전력추종을 확인하였다. 또한 12[m/s]이상의 고속 풍속에서는 동적으로 피치 각도를 제어하면서, 정격상태의 안정적인 출력을 유지하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.21-26
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• 2012

In this investigation, the aerodynamic performance evaluation of a 1MW class blade has been performed with the purpose of the verification of target output and its clear understanding of flow field using CFD commercial code, ANSYS FLUENT. Before making progress of CFD analysis the HERACLES V2.0 software based on blade element momentum theory was applied for confirmation of quick and approximate performance in the preliminary stage. The blade was designed to produce the target output of a 1MW class at a rated wind speed of 12m/s, which consists of five different airfoils such as FFA W-301, DU91-W250, DU93-W-210, NACA 63418 and NACA 63415 from hub to tip. The mechanical power by CFD is approximately 1.195MW, which is converted into the electrical power of 1.075MW if the system loss is considered to be 0.877.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.183-188
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• 2003

본 연구에서는 분리 축 방식의 가스터빈엔진을 축소형 무인 비행선의 발전용 추진시스템으로 활용하기 위해서 분리 축 가스터빈엔진을 발전용으로 개조하였다. 엔진시험을 통해 출력축으로부터 부하를 전달할 때, 요구되는 구동로터의 조건을 분석하였다. 분석한 결과 적절한 댐핑(damping)역할을 하는 장치가 필요함을 알 수 있다. 따라서 댐퍼 역할을 하는 flywheel의 관성모멘트의 변화를 고려하여 정량화하는 방법을 선택하였다. 적합한 flywheel의 관성모멘트를 장착 할 수 없는 경우에는 엔진으로부터 요구되는 출력을 얻을 수 없으며, 또한 엔진 시험중 불안정성이 초래함을 확인할 수 있었다. 엔진시험에 의한 데이터 분석으로부터 동역학적인 천이효과에 의한 성능을 통해 관성모멘트의 요구범위를 확인 할 수 있었다. 재설계한 Flywheel을 장착하여 시험한 결과 정상적인 엔진작동으로부터 추진 시스템에 요구되는 출력을 얻을 수 있었다. 엔진 시스템의 천이작동모드에서는 Fuel flow schedule 대한 엔진 응답이 제어 시스템에 제공되기 때문에, 제어시스템 설계와 천이작동모드는 충분히 고려해야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1272-1278
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• 2014

본 최근 성장하고 있는 해상 풍력의 실험연구에서 풍동시험이 수직형 횡류 풍력발전시스템의 성능을 조사하기 위해 실시되었다. 풍동의 시험 부분은 제한된 크기로 인해 실제 풍력 발전의 입구 안내 베인을 약 1/5로 축소시켰고, 터빈 임펠러의 지름을 모형 임펠러의 1/2로 감소시켰다. 임펠러 블레이드 갯수는 풍력 발전 시스템의 출력에 대한 또 다른 중요한 변수이기 때문에 8개와 16개로 변경하여 시험하였다. 실험 분석 결과, 모형 풍력 터빈의 출력 제동력은 정격 풍속 12m/s에서 블레이드 갯수가 8개 보다 16개일 때 82% 출력이 증가된 278와트로 측정되었고, 정격 제동력은 정격 작동 조건에서 3.9kW로 계산되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권4호
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• pp.10-18
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• 2007

본 연구에 채택된 마이크로터빈은 축류형 터빈으로 2단으로 구성되어져 있으며 로터 유로에서의 평균반경이 8.4 mm이다. 이러한 소형 터빈은 마이크로 동력시스템의 드라이브로 사용되어질 수 있으며 무부하 상태에서 100,000 RPM의 회전속도에 도달한다. 하지만 낮은 부분분사에서 작동하므로 동익과 정익의 익형각에 따라 성능의 변화가 발생되어진다. 따라서 노즐, 정익, 동익의 익형각을 변경하면서 비출력과 총 비토오크를 측정하여 각각의 성능을 분석하였다. 성능실험의 결과에 의하면 동익 익형각의 변화에 따라 총 비토오크가 15%까지 변경되어졌으며 최적의 입사각은 $10.3^{\circ}$ 정도였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.21-29
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• 2008

본 연구에서는 부분분사에서 작동하는 소형 축류형 터빈에서, 중요한 설계변수인 노즐에서의 출구유동각과 동익에서의 현절비를 변경하였을 때 발생되는 성능변화에 대하여 실험적인 연구를 수행하였다. 성능시험에 사용된 터빈은 단단으로 구성되며 로터의 평균반경은 35mm였다. 실험에서 최적의 설계변수를 찾기 위하여 세 가지의 현절비와 네 가지의 노즐에서의 출구유동각을 적용하였다. 터빈에서의 전체적인 성능평가를 위하여 총비출력으로 비교하였으며, 부분분사율이 3.4%인 경우에 동익에서의 현절비가 2.18일 때 최고의 성능이 얻어졌다. 이 값은 전분사 시에 적용되는 최적의 현절비에 비하여 74%나 증가한 결과이다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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• pp.71-76
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• 1992

축정렬이 불량한 경우 축진동이 과도하게 발생하여 출력이 감소하고 소음이 발생하며, 심한 경우 회전체의 파손과 같은 손실을 입을 수 있다. 특히 축 정렬불량으로 인한 진동은 교정이 안되는 것이 특징이므로 근본적으로 진동 을 해결하기 위해서는 축 정렬을 다시 시행해야 한다. 그러나 터빈은 다른 기계 구조물과 달리 분해 점검에 많은 시간과 경비가 요구되므로 축 정렬시 정확한 작업이 요구된다. 본 연구에서는 터빈계통의 축정렬을 수행하는 절차 와 방법에 대해서 검토하였다. 이를 위해 축정렬이 입력데이터로 쓰일 수 있 는 상태측정방법중 커플링 원주와 커플링 면 측정방법이 설명되었으며, 측정 값으로부터 축정렬을 수행하기 위해, 베어링의 이동량 계산과정과 쉼 가감량 의 계산방법을 기술하였다. 축정렬의 원리와 방법의 적용과정을 실제로 알아 보기 위해 평택화력 1,2호기에 대한 축정렬이 수행되었다. 1,2호기는 고압터 빈, 2단계의 저압터빈 및 발전기로 구성되어 있는 다축 시스템으로서, 제작 사측에서 요구하는 정렬 기준값을 감안하여 축정렬에 필요한 베어링 조정량 을 계산하였다. 계산과정은 기준로터로 지정된 저압터빈에서부터 축정렬상태 도를 작성하여 가면서 단계적으로 설명되었으며, 최종적으로 쉼의 가감량까 지를 보여줌으로서 축정렬과정을 완료하였다.

• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.533-539
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• 1999

석탄가스화 복합발전 (IGCC ; Integrated Gasification Combined Cycle)에서 가스터빈과 산소분리공간의 연계는 플랜트의 성능과 경제성을 향상시키는 잠재력이 있어 최근에 이에 대한 연구가 다수 수행되었으며, 일부방법은 상용플랜트에 적용이 되고 있다. 본 논문은 가스터빈과 산소분리공정간의 연계방법들에 대해 검토하고 이들 방법을 적용시 IGCC 플랜트 성능을 비교하기위해 Texaco Quench 가스화 공정을 채용한 300MW 급 IGCC를 대상으로 공정모사를 수행하였다. 그 결과, 가스터빈 압축기 출구의 압축공기를 추출하여 산소분리공정에 요구하는 공기의 전량을 공급하는 방법이 가장 플랜트 효율이 좋은 것으로 나타났으며, 플랜트 출력은 산소분리공정의 공기요구량의 75%를 가스터빈에서 추출하여 공급하는 경우에서 최대가 됨을 알수있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권6호
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• pp.597-601
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• 2013

최근 해양시설물용 파력발전시스템은 본래 기능과 연계한 하이브리드 형태로 많은 연구개발이 이루어지고 있다. 이 중 방파제에 설계된 진동 수주형 파력발전시스템의 경우, 기존의 방파제의 기능에 더불어 터빈을 통해 파랑에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기능을 갖는다. 이러한 형태의 발전 시스템은 해수를 손실 없이 최대한 많이 유입되도록 하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 유입구 형상에 따른 파력발전시스템의 출력 특성에 대해 기술하였다. 또한 일반적인 해양 구조물인 방파제에 부착된 진동수주형 웰즈터빈 모델을 시뮬레이션 하여 유입구 곡면 각도에 따라 변화하는 유입량과 해수속도 그리고 그에 따른 웰즈터빈의 출력을 측정하였다. 마지막으로 시뮬레이션 결과를 바탕으로 하여 에너지 변환 효율을 높이기 위한 유입구 형상을 제안하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.43-52
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• 2021

본 연구에서는 기계식 추진 시스템인 CODOG 구조의 통합 제어를 위하여 구성 모듈인 가스터빈 엔진의 성능 모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 엔진 모델은 상위 제어기 및 타 구성 모듈과의 통합이 용이하도록 MATLAB/Simulink를 이용하였으며, 시스템의 구성 및 목적에 맞는 입/출력 설정이 가능하도록 구성하였다. 일반적으로 엔진 제작사는 엔진 및 구성요소의 성능 데이터를 제공하지 않는다. 따라서 가스터빈 엔진에 대한 모델링 기법으로 구성요소의 맵을 스케일링하여 성능 데이터를 확보하는 CMF 기법을 적용하였다. 생성한 모델 및 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 정상상태 및 동적 해석 시험을 수행하였으며, 최종 출력 결과에 대해 최대 오차 5% 이내의 신뢰성을 확보하였다.