• 제목/요약/키워드: Aerodynamic Plant

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가속도 신호의 주파수 분석에 기반한 풍력발전 고장진단 알고리즘 개발 (Development of Fault Diagnostic Algorithm based on Spectrum Analysis of Acceleration Signal for Wind Turbine System)

  • 안성일;최성진;김성호
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.675-680
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    • 2012
  • 전 세계적으로 풍력발전은 전력생산을 위해 사용되는 신재생 에너지원 중 가장 빨리 성장하고 있는 분야로 새로 건설되는 풍력발전단지는 전체 전력 생산량에서 많은 부분을 차지해가고 있다. 풍력발전단지의 설치 증가는 더욱 효율적인 운영과 유지보수에 대한 기술 개발을 요구하게 된다. CMS(Condition Monitoring System)는 풍력발전 시스템의 효율적 운영을 가능케 하는 중요한 도구로 운영자에게 기계의 운전 상태에 대한 정보를 제공함과 동시에 유지보수와 관련된 체계적인 정보를 제공한다. 이에 본 연구에서는 풍력발전기의 너셀에 부착된 가속도 센서로부터의 신호에 대한 FFT 분석을 통해 풍력발전기에서 발생될 수 있는 블레이드의 질량 불평형 및 공력 비대칭의 검출을 가능케 하는 진단기법을 제안하고자 하며 제안된 기법의 유용성 확인을 위해 3W급 소형 풍력발전기에의 적용을 통해 제안된 기법의 유용성을 확인하고자 한다.

AirSim을 이용한 화력발전소 고온 환경의 보일러 내부 점검용 드론 개발 및 검증을 위한 시뮬레이션 (Simulation for Development and Validation of Drone for Inspection Inside Boilers in High Temperature Thermal Power Plants Using AirSim)

  • 박상규;정진석;시하영;강범수
    • 한국항공우주학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.53-61
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    • 2021
  • 본 논문은 고온 환경의 화력발전소 보일러 내부 점검용 드론 개발을 위한 선행연구로 AirSim을 이용한 고온 환경에서의 시뮬레이션을 통해 드론이 정상적인 비행이 가능한지 검증 하였다. 고온의 비행 환경에서는 공기 밀도, 점성계수 등이 상온과 달라 공력특성이 달라지며 이에 따라 드론의 비행성능 또한 달라진다. 따라서 온도 변화에 따른 프로펠러의 공력 특성의 변화를 확인하기 위해 JBLADE를 통한 프로펠러 해석과 추력 테스트, 전기추진계통 성능예측모델을 통한 동작특성예측을 수행하였다. 그리고 해석 및 성능예측 결과를 AirSim에 적용해 시뮬레이션을 진행하고 결과 분석을 통해 기체 재설계를 진행하였다. 재설계 결과 80℃의 환경에서 호버링 시 필요한 추력을 얻기 위해 재설계 전 최대 출력의 약 65% 사용하던 것이 52%로 감소함을 확인하였다.

확률적 불확실성을 갖는 선형 연속 시간 시스템의 고유구조 지정제어 (Eigenstructure Assignment Control for Linear Continuous-Time Systems with Probabilistic Uncertainties)

  • 서영봉;최재원
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제10권2호
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    • pp.145-152
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    • 2004
  • In this paper, an S(stochastic)-eigenvalue and its corresponding S-eigenvector concept for linear continuous-time systems with probabilistic uncertainties are proposed. The proposed concept is concerned with the perturbation of eigenvalues due to the stochastic variable parameters in the dynamic model of a plant. An S-eigenstructure assignment scheme via the Sylvester equation approach based on the S-eigenvalue/-eigenvector concept is also proposed. The proposed control design scheme based on the proposed concept is applied to a longitudinal dynamics of an open-loop-unstable aircraft with possible uncertainties in aerodynamic and thrust effects as well as separate dynamic pressure effects. These results explicitly characterize how S-eigenvalues in the complex plane may impose stability on the system.

A Novel Eigenstructure Assignment for Linear Systems with Probabilistic Uncertainties

  • Seo, Y.B.;Choi, J.W.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.7-12
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    • 2003
  • In this paper, S(stochastic)-eigenvalue concept and its S-eigenvector for linear continuous-time systems with probabilistic uncertainties are proposed. The proposed concept is concerned with the perturbation of eigenvalues due to the probabilistic variable parameters in the dynamic model of a plant. S-eigenstructure assignment scheme via the Sylvester equation approach based on the S-eigenvalue concept is also proposed. The proposed design scheme is applied to the longitudinal dynamics of open-loop-unstable aircraft with possible uncertainties in aerodynamic and thrust effects as well as separate dynamic pressure.

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Eigenstructure Assignment for Linear Systems with Probabilistic Uncertainties

  • Seo, Young-Bong;Park, Jae-Weon;Lee, Dal-Ho
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제18권6호
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    • pp.933-945
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    • 2004
  • In this paper, S (stochastic)-eigenvalue concept and its S-eigenvector for linear continuous-time systems with probabilistic uncertainties is proposed. The proposed concept is concerned with the perturbation of eigenvalues due to the probabilistic variable parameters in the dynamic model of a plant. S-eigenstructure assignment scheme via the Sylvester equation approach based on the S-eigenvalue concept is also proposed. The proposed design schemes are illustrated by numerical examples, and applied to the longitudinal dynamics of open-loop-unstable aircraft with possible uncertainties in aerodynamic and thrust effects as well as separate dynamic pressure. These results explicitly characterize how S-eigenvalues in the complex plane may impose stability on S-eigenstructure assignment.

슬라이딩 모드 제어기법을 이용한 유연날개 동적 응답 제어 (Dynamic Response Control of a Flexible Wing using Sliding Mode Control)

  • 이상욱;석진영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.522-527
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    • 2013
  • In this study, dynamic response control of a flexible wing such as gust loads alleviation using sliding mode control method is presented. To achieve this purpose, trailing edge control surface of a flexible wing is used as control means generating the aerodynamic control force. Aeroservoelastic CASE) model consisting of aeroelastic plant, control surface actuator model, and gust model depicting the atmospheric turbulence is formulated in the state space. A sliding mode controller based on the estimated state vector is designed for active dynamic response control of flexible wing aeroservoelastic model. The performance of the controller designed is demonstrated via numerical simulation for the representative flexible wing model under atmospheric turbulence loading.

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비산 챔버를 활용한 차단 식물의 비산 저감 효과 분석 (Analysis of Effect on Pesticide Drift Reduction of Prevention Plants Using Spray Drift Tunnel)

  • 박진선;이세연;최락영;홍세운
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.106-114
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    • 2023
  • 본 연구에서는 항공살포에 의한 약액의 비산 저감을 위한 방법으로 차단 식물의 효과를 정량 평가하고자 하였다. 이에 따라 식물의 엽면적지수(LAI)에 따른 잎의 약액 부착 효율 및 공기 투과 저항성을 비산 챔버를 활용하여 측정하였다. LAI는 엽면적 밀도를 세 수준으로 구분하여 측정하였으며, 각 수준별 평균 LAI는 1.723±0.130, 2.810±0.412, 4.875±0.701로 산정되었다. 풍속 1m·s-1에서 LAI가 'Low' 수준일 때 부착 효율 16.13%로 측정되었고, 동일 LAI 수준에서 풍속이 2m·s-1로 증가할 때 식물의 부착 효율은 29.06%로 측정되어 1.80배 증가한 것으로 나타났다. 'Medium' 수준에서는 풍속 조건에 따라 24.42%에서 43.06%로 1.76배 증가하였다. 또한 LAI가 'High' 수준일 때 풍속의 변화에 따른 식물의 부착 효율은 1.24배 증가하는 것으로 나타나 풍속의 증가에 따라 식물의 약액 부착 효율도 함께 증가하는 경향을 보였다. 풍속 및 LAI에 따른 식물의 공기 투과 저항성 실험에서 LAI가 증가할수록 공기 투과 저항성 또한 증가하는 경향을 보였으며, 2차 함수 및 거듭제곱 함수에 대한 회귀분석 결과 결정계수가 0.96-0.99 수준으로 높은 설명력을 보였다. 본 연구를 통해 농경지에 인접하게 식재된 식물이 항공살포 된 약액이 비산될 때 잎에 부착 및 지면 퇴적을 유도하여 비산 저감에 효과를 나타냄을 정량 평가하였다. 또한 LAI가 증가할수록 내부 저항이 증가하는 것을 실험적으로 규명하였다. 이를 기반으로 향후 잎의 형상 및 캐노피 등 식물 특성 변수를 추가 반영하여 비산 저감 효과를 기대할 수 있는 적정 작물을 선정하는 자료가 될 것으로 사료된다.

반응표면법을 이용한 원심압축기 임펠러 쉬라우드 형상최적설계 (Optimal Design of Impeller Shroud for Centrifugal Compressor Using Response Surface Method)

  • 강현수;황인주;김윤제
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.43-48
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    • 2015
  • In this study, a method for optimal design of impeller shroud for centrifugal compressor using response surface method (RSM) and multi-objective genetic algorithm (MOGA) was studied. Numerical simulation was conducted using ANSYS CFX with various configurations of shroud. Each of the design parameters was divided into 3 levels. Total 15 design points were planned by central composite design (CCD) method, which is one of the design of experiment (DOE) techniques. Response surfaces based on the results of DOE were used to find the optimal shape of impeller shroud for high aerodynamic performance. The whole process of optimization was conducted using ANSYS Design Xplorer (DX). Results showed that the isentropic efficiency, which is the main performance parameter of the centrifugal compressor, was increased 0.4% through the optimization.

HIGH-TPI HDD 구현을 위한 PES ESTIMATION에 관한 연구 (A Study on the PES Estimation for Developing High-TPI HDD)

  • 고정석;강성우;한윤식;김영훈;황태연
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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    • pp.122-127
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    • 2002
  • A frequency-domain PES estimation and its prediction method are proposed for the tightly-coupled servo/mechanical design of high-TPI HDD system above 100 kTPI. The major two disturbance energies which are related with mechanical vibrations inside of HDD are used to predict the drive-level PES, while considering closed-loop servo dynamics. One is the torque disturbance which mainly comes from aerodynamic excitation of HSA system and the other is the displacement disturbance from disk-spindle dynamics. In order to obtain the accurate error transfer function of closed-loop servo control, the plant model is measured by accurate experiment. The measured PES is compared with predicted one in terms of frequency-domain PES spectrum and its standard variation value. It is proved that the proposed frequency-domain PES estimation/prediction method is capable of predicting drive-level PES of high-TPI hard disk drive.

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스팀터빈의 공력성능 평가를 위한 공기 상사실험 (Air Similarity Test for the Evaluation of Aerodynamic Performance of Steam Turbine)

  • 임병준;이은석;양수석;이익형;김영상;권기범
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.29-35
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    • 2004
  • The turbine efficiency is an important factor in power plant, and accurate evaluation of steam turbine performance is the key issue in turbo machinery industry. The difficulty of evaluating the steam turbine performance due to its high steam temperature and pressure environment makes the most steam turbine tests to be replaced by air similarity test. This paper presents how to decide the similarity conditions of the steam turbine test and describes its limitations and assumptions. The test facility was developed and arranged to conduct an air similarity turbine performance test with various inlet pressure, temperature and mass flow rate. The eddy-current type dynamometer measures the turbine-generated shaft power and controls the rotating speed. Pressure ratio of turbine can be controled by back pressure control valve. To verify its test results, uncertainty analysis was performed and relative uncertainty of turbine efficiency was obtained.