• 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.

• 한국가시화정보학회지
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• 제4권1호
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• pp.41-46
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• 2006

In this study, one-way fluid structure interaction analysis(FSI) on wind turbine blade was performed. Both a quantitative fluid analysis on 3-bladed wind turbine and a structural analysis using the surface pressure data resulting from fluid analysis were carried out. Streamlines and angle of attack was easily acquired from analysis results, we showed the inlet velocity that the stall begins to occur. In the structural analysis, structural displacement and maximum stress of the two comparative models was calculated. The location that has maximum stress was found. The pressure difference between back and front part of the blade increases as the inlet velocity increase. The torque and maximum with regard to inlet velocity was also presented.

• 산업기술연구
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• 제24권B호
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• pp.83-87
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• 2004

A reduced structure model of a wind turbine generator is designed and manufactured. Mode data are obtained by modal testing and analytical method. Vibration response is measured and investigated under various speed condition by using a waterfall plot. Possibility of severe resonance is observed and the mechanism is explained by using the mode data. Simplified theoretical model gives the 1st resonance frequency of wind turbine structure model. The theoretical model can be applied in the design stage of the wind turbine structure to avoid the severe resonance problem.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권3호
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• pp.307-314
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• 2015

In this paper, the embedding type novel liquid metal strain gauge was developed for measuring the deformation of wind turbine blades. In general, the conventional methods for the SHM have many disadvantages such as frequency distortion in FBG sensors, the low gauge factor and mechanical failures in strain gauges and extremely sophisticated filtering in AE sensors. However, the liquid metal filled in a pre-confined micro channel shows dramatic characteristics such as high sensitivity, flexibility and robustnes! s to environment. To adopt such a high feasibility of the liquid metal in flexible sensor applications, the EGaIn was introduced to make flexible liquid metal strain gauges for the SHM. A micro channeled flexible film fabricated by the several MEMS processes and the PDMS replication was filled with EGaIn and wire-connected. Lots of experiments were conducted to investigate the performance of the developed strain gauges and verify the feasibility to the actual wind turbine blades health monitoring.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2C호
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• pp.61-68
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• 2012

일반적으로 해양 말뚝기초의 경우 해양 환경적 영향 및 시공상의 오차로 인해 수직도 오차가 필연적으로 발생한다. 해양구조물의 경우 수평하중이 아닌 수직하중에 의해 설계가 지배적이나, 해상풍력발전기 기초의 경우 수평하중이 지배적이며, 블레이드 회전에 의한 동적인 운동을 하는 구조형식으로 수직도 오차가 구조적으로 중요한 영향을 끼칠 수 있다. 이에 본 연구에서는 5MW급 해상풍력발전기 모노파일 기초의 수직도 오차에 따른 기초와 지반의 구조응답 특성을 분석하였다. 해양환경하중은 ISO 기준에 의해 산정하였으며, 수직도 오차 범위는 $L/{\infty}$(=0), L/300, L/200 및 L/100로 선정하였다. 해석결과 수직도 오차가 없는 모노파일에 비해 L/100 오차를 갖는 지반의 부재력 최대 값이 약 7.2%정도 더 증가되는 것으로 분석되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.485-492
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• 2021

50kW 또는 그 이하의 정격용량을 갖는 풍력터빈은 일반적으로 소형풍력으로 간주한다. 소형풍력터빈은 독립형 전력시스템과 가전제품, 독립적인 적용 및 에너지저장장치, 태양광, 소수력, 디젤엔진과 같은 다른 에너지 기술을 조합하여 동시에 사용할 수 있는 매력적인 대체품이다. 연구목적은 터빈블레이드 제작법과 구조가 가능한 상업용 개발과정과 유사성을 갖도록 50kW급 풍력터빈 블레이드를 개발하기 위한 것이다. 목함에 기반하여 제작된 몰드기법은 탄소섬유와 열경화성 수지인 유리섬유를 사용한 경량설계, 다중부목, 오목성을 유지하기 위하여 채택한다. 수 작업형 시제품 제조법은 공기역학적인 평판형의 반복적인 설계를 통해서 단주기를 갖는 고밀도 형상 몰드를 사용하여 개발한 것이다. 5개의 블레이드 생산공정을 통하여 제작하고, 블레이드의 주요 구성요소는 IEC-61400-23 규정에 따라 설계의 적절성을 검증하기 위하여 시험하며. 또한, 개발된 블레이드를 갖는 풍력시스템은 성능특성을 검증하기 위하여 IEC 61400-12 규정에 따라 시험한다. 블레이드와 터빈시스템의 시험결과는 상업운전에서 요구되는 유효한 설계조건을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2829-2832
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• 2007

In this study, one-way fluid structure interaction analysis(FSI) on wind turbine blade was performed. Both a quantitative fluid analysis on 3-bladed wind turbine and a structural analysis using the surface pressure data resulting from fluid analysis were carried out. Streamlines and angle of attack was easily acquired from analysis results, we showed the inlet velocity that the stall begins to occur. In the structural analysis, structural displacement and maximum stress of the two comparative models was calculated. The location that has maximum stress was found. The pressure difference between back and front part of the blade increases as the inlet velocity increase. The torque and maximum with regard to inlet velocity was also presented.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.657-662
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• 2011

In this study, aeroelastic performance analyses have been conducted for a 10MW class wind turbine blade model Advanced computational analysis system based on computational fluid dynamics (CFD) and computational structural dynamics (CSD) has been developed in order to investigate detailed dynamic responsed of wind turbine blade Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations with k-${\omega}$ SST turbulence model are solved for unsteady flow problems of the rotating turbine blade model. A fully implicit time marching scheme based on the Newmark direct integration method is used for computing the coupled aeroelastic governing equations of the 3D turbine blade for fluid-structure interaction (FSI) problems.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.429-434
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• 2004

Vibration response of the tower structure of a 750kW wind turbine generator is investigated by measurement and analysis. Acceleration response of the tower under various operation condition is monitored in real time by vibration monitoring system using LabVIEW. Resonance state of the tower structure is diagnosed in the operating speed range. To predict the tower resonance frequency, tower is modeled as an equivalent beam with a lumped mass and Rayleigh energy method is applied. Calculated tower bending frequency is in good agreement with the measured value and the result shows that the simplified model can be used in the design stage of the wind turbine tower.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.253-261
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• 2014

본 연구에서는 스퍼 유성기어시스템 2단, 헬리컬기어 시스템 1단으로 구성되어 있고, 메인 축과 증속기가 플랜지 결합되어 있는 동력분기식 2.5MW 풍력발전기에 대해 진동해석을 수행하였다. 유성기어시스템, 헬리컬기어시스템, 메인 축 등은 MASTA 상용프로그램으로 모델링하고, 기어박스 케이스, 토크암, 유성캐리어, 플랜지 등은 유한요소법으로 모델링하였으며, 부분구조합성법으로 조합하여 진동해석을 수행하였다. 2.5MW 동력분기식 풍력발전기 기어트레인의 고유진동 특성 해석을 수행하였고, 블레이드 풍하중에 의한 가진, 질량불평형, 축 어긋남 등에 발생하는 가진원에 대해 위험속도 분석을 하였다.