• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.61.1-61.1
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• 2011

풍력 터빈은 복잡한 바람 조건에 노출되어 운용 되는 시스템으로서 경제성과 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 조건하에서 시스템에 작용하는 정확한 공력 하중 예측이 필요하다. 여러 조건 중에서도 요에러는 풍향이 수시로 바뀌기 때문에 피할 수 없는 비정상 유동 중에 하나이다. 본 연구에서는 이러한 요에러 발생시 공력 하중예측을 적절히 예측하기 위해서 와류 격자 기법을 기반으로 하는 비선형 와류 보정기법을 적용하였다. 비선형 와류 보정기법은 실속 이후의 공력 예측을 위해 기지의 공력 테이블을 이용하는 방법으로서 실속 이후의 공력 테이블 값의 양력과 와류 격자 기법에서의 양력 값이 일치하도록 순환(circulation)을 분포시키는 기법이다. 또한 요에러시에 발생할 수 있는 동적 실속을 계산하기 위해 Beddoes-Leishmen 동적 실속 모델을 비선형 와류 보정 기법에 적용하는 연구를 수행하였다. 요에러시 공력 하중 예측에 관한 수치해석 기법 연구의 적절성을 알아보기 위해 NREL-Phase VI Rotor 실험 결과와 비교 하였다. 그 결과 기존의 여타의 기법들과 비교하여 본 연구에서 제안한 기법의 적절성을 확인 할 수 있었다. 앞으로 본 연구를 바탕으로 다양한 비정상 공력 조건에 대한 풍력 블레이드의 공력 하중 해석에 대해 수행할 계획이다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.10
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• pp.884-890
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• 2007

The procedure for the aerodynamic design of the rotor blades for 10 kW-level HAWT (horizontal axis wind turbine) has been investigated to be practiced systematically. The approximately optimal shape was designed using an inverse method based on the momentum theory and the blade element method. The configuration was tested in the wind tunnel of the Korea Air Force Academy, and the data was compared with those obtained from the real system manufactured from the present design. From this research, the authors established the systematic technolo for wind turbine blades, and set up the technical procedure which can be extended for the future design of middle and large sized wind turbines.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.31 no.4
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• pp.382-390
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• 2011

Smart sensors embedable in composite wind turbine blades have been required to be researched for monitoring the health status of large wind turbine blades during real-time operation. In this research, the feasibility of packaged FBG sensor probes was studied through the experiments of composite blade trailing edge specimens in order to detect cracking and debonding damages. The instants of cracking and debonding generated in the shear web were confirmed by rapid changes of the wavelength shifts from the bare FBG sensor probes. Packaged FBG sensor probes were proposed to remove the fragile property of bare FBG sensor probes attached on composite wind blade specimens. Strain and temperature sensitivity of fabricated probes installed on the skin of blade specimen were almost equal to those of a bare FBG sensor. Strain sensitivity was measured to be ${\mu}{\varepsilon}$/pm in a strain range from to 0 to 600 ${\mu}{\varepsilon}$, and the calculated temperature sensitivity was to be 48 pm/$^{\circ}C$ in the heating test up to 80 degree.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.583-583
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• 2005

• Journal of the KSME
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• v.52 no.7
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• pp.40-44
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• 2012

이 글에서는 풍력발전시스템(wind energy conversion system)에 사용되는 대형 복합재 블레이드(composite blade)의 내부 결함 및 이를 통한 신뢰성 평가 동향에 대해 소개하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.8
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• pp.693-702
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• 2015

This paper presents the performance characteristics of a Darrieus-type vertical-axis wind turbine (VAWT) with National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) airfoil blades. To estimate the optimum shape of the Darrieus-type wind turbine in accordance with various design parameters, we examine the aerodynamic characteristics and separated flow occurring in the vicinity of the blade, the interaction between the flow and blade, and the torque and power characteristics that are derived from it. We consider several parameters (chord length, rotor diameter, pitch angle, and helical angle) to determine the optimum shape design and characteristics of the interaction with the ambient flow. From our results, rotors with high solidity have a high power coefficient in the low tip-speed ratio (TSR) range. On the contrary, in the low TSR range, rotors with low solidity have a high power coefficient. When the pitch angle at which the airfoil is directed inward equals $-2^{\circ}$ and the helical angle equals $0^{\circ}$, the Darrieus-type VAWT generates maximum power.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.5
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• pp.465-475
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• 2012

This study was carried out with two goals. One was the development of a model of a wind turbine blade airfoil and the other was the application of this folding blade. In general, in large-sized (MW) wind turbines, damage is prevented because of the use of a pitch control system. On the other hand, pitch control is not performed in small wind turbines since equipment costs and maintenance costs are high, and therefore, the blade will cause serious damage. The wind turbine proposed in this study does not require maintenance, and the blades do not break during high winds because they are folded in accordance with changes in the wind speed. But generators are not cut-out, while maintaining a constant angle will continue to produce. The focus of this study, the wind turbine is continued by folding blade system in strong winds and gusts without stopping production.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.12 no.2
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• pp.66-75
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• 2018

In this paper, a lightweight design of the spar cap of 2MW wind turbine blade was carried out using the ply reduction ratio (PRR) and CFRP with a trade-off study. The spar cap is one of the most critical factor in determining the mechanical performance of the blade. Tsai-Wu and Puck fracture theory were used to determine the fracture. As a result, the CFRP composite material could be lighter in terms of weight by about 30% than GFRP composite material under the same conditions. Based on the analytical results, we derive the optimal value of the laminate thickness of the composite material and present the structural performance improvement and the lightweight design result.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.245-248
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• 2006

풍력터빈 풍동시험의 경우 모델 축소에 의한 레이놀즈 수 감소가 ?V력터빈 성능에 미치는 영향이 적절히 고려되어야 한다. 본 연구를 통해 수치해석과 축소모델 풍동시험을 통해 모델 축소효과를 파악하여 이를 적절히 보상하는 기법을 개발하고자 한다. 이를 위해 풍력터빈 형상 및 실물모델 시험데이터가 공개되어 있는 NREL Phase VI 모델을 표준모델로 선정하여 수치해석 및 풍동시험을 수행하였다. 풍동시험은 KARI LSWT에서 2006. 10에 수행되었으며, 블레이드 끝단 속도를 실물 모델과 일치시켰으며 시험부 유속은 $0{\sim}25m/s$, 블레이드 설치각은 3도 조건을 기준조건으로 사용하였다. 축소모델 시험결과 최대토크는 약 10% 정도 감소현상을 보이고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.244-252
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• 2005

석유 및 석탄 에너지의 고갈에 대비해 향후 지속 가능한 대체 에너지원으로 세계 각국은 다양한 에너지원의 개발에 총력을 기울이고 있으며, 그 중의 하나가 풍력 발전 시스템이다. 이러한 풍력 발전 시스템은 현재 단위 시간당의 출력 효율이 높은 MW급 시스템 개발이 주를 이루고 있어 단위 출력당 에너지 생산 비용이 높은 도서 벽지 및 독립 전원 지역용의 풍력 발전 시스템의 개발이 절실하다. 이에 본 과제에서는 향후 도서 벽지 및 독립 전원 지역에 활용 될 수 있는 100kW급 풍력 발전 시스템 개발 과정중 개념 설계 및 기본 설계 과정을 기술 하였다.