International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
v.12
no.1
/
pp.918-927
/
2020
Flows induced by hybrid CRP pod propulsion systems (CRP-POD) are fundamentally characterized by unsteadiness. This work presents a numerical study on the unsteady flow of a CRP-POD at behind-hull condition based on CFD (Computational Fluid Dynamics). Unsteady RANS method is adopted, coupled with SST k-u turbulence model and sliding mesh method. The propeller thrusts and torques obtained by CFD is validated by model tests and acceptable agreements are obtained. The time histories of shingle-blade loads and pressures near the hull surface are recorded for the analysis of unsteady flow features. The cases of forward propeller alone and aft propeller alone are also computed to distinguish the hull-propeller interaction and propeller-propeller interaction. The results show the blade loads of both forward and aft propellers strongly fluctuate with phase angles. For the forward propeller, the blade load fluctuation is mainly governed by the hull-propeller interaction, while the aft blade load is remarkably affected by the propeller-propeller interaction in terms of the load average and fluctuation pattern. The fields of pressure, vorticity and velocity are also analyzed to reveal the unsteady flow features.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
/
v.10
no.3
/
pp.67-72
/
2011
Turbine blades operate under high temperature and pressure. The influence changes according to its width and angle. Thermal stress and pressure are important factors to analyze the stress distribution. The purpose of this study is to investigate the effects of loads on the gas turbine blade using thermal stress analysis. These analysis results show the gas fluid flow with a high pressure around the surface of blade. Gas temperature is related to the pressure of flow around the blade. The stress concentration around blade is shown and the concentration is due to the difference between suction side and pressure side of combustion gas.
Sajeer, M. Mohamed;Chakraborty, Arunasis;Das, Sourav
Smart Structures and Systems
/
v.26
no.6
/
pp.703-720
/
2020
This paper investigates the safety of the wind turbine blade against excessive deformation. For this purpose, the performance of the blade in the along-wind direction is improved by longitudinal stiffener made of shape memory alloy. The rationale behind the selection of this smart material is due to its ability to offer excellent thermo-mechanical behaviour at low strain. Here, Liang-Roger model is adopted for vibration control, and the super-elastic effects are utilised for blade stiffening. Turbulent wind fields are generated at the hub height using TurbSim and the corresponding loads are evaluated using blade element momentum theory. An efficient switching algorithm is developed along with performance curves that enable the designer to select an optimal mode of heating depending upon the operational scenario. Numerical results presented in this paper clearly demonstrate the performance envelope of the proposed stiffener and its influence on the reliability of the blade.
Bosnar, Danijel;Kozmar, Hrvoje;Pospisil, Stanislav;Machacek, Michael
Wind and Structures
/
v.32
no.5
/
pp.471-485
/
2021
Onshore wind turbines may experience substantially different wind loads depending on their working conditions, i.e. rotation velocity of rotor blades, incoming freestream wind velocity, pitch angle of rotor blades, and yaw angle of the wind-turbine tower. In the present study, aerodynamic loads acting on a horizontal axis wind turbine were accordingly quantified for the high tip speed ratio (TSR) at high yaw angles because these conditions have previously not been adequately addressed. This was analyzed experimentally on a small-scale wind-turbine model in a boundary layer wind tunnel. The wind-tunnel simulation of the neutrally stratified atmospheric boundary layer (ABL) developing above a flat terrain was generated using the Counihan approach. The ABL was simulated to achieve the conditions of a wind-turbine model operating in similar inflow conditions to those of a prototype wind turbine situated in the lower atmosphere, which is another important aspect of the present work. The ABL and wind-turbine simulation length scale factors were the same (S=300) in order to satisfy the Jensen similarity criterion. Aerodynamic loads experienced by the wind-turbine model subjected to the ABL simulation were studied based on the high frequency force balance (HFFB) measurements. Emphasis was put on the thrust force and the bending moment because these two load components have previously proven to be dominant compared to other load components. The results indicate several important findings. The loads were substantially higher for TSR=10 compared to TSR=5.6. In these conditions, a considerable load reduction was achieved by pitching the rotor blades. For the blade pitch angle at 90°, the loads were ten times lower than the loads of the rotating wind-turbine model. For the blade pitch angle at 12°, the loads were at 50% of the rotating wind-turbine model. The loads were reduced by up to 40% through the yawing of the wind-turbine model, which was observed both for the rotating and the parked wind-turbine model.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.36
no.3
/
pp.297-304
/
2012
For the assessment of the performance of a wind-turbine blade, a simulated loading test may be required. In this study, the blade behavior was investigated through numerical analysis using a dual-axis loading test, closely simulating the real operation conditions. The blade structure for the 100-kW-class wind-turbine system was modeled using the finite element (FE) program ANSYS. The failure criteria and buckling analysis under dual-axis loading were examined. The failure analysis, including fiber failure and inter-fiber failure, was performed with Puck's failure criterion. As the dual-axis load ratio increases, the relatively increased stress occurs at the trailing edge and skin surface 3300-3600 mm away from the root. Furthermore, it is revealed that increasing the dual-axis load ratio makes the location that is weakest against buckling move toward the root part. Thus, it is seen that the dual-axis load test may be an essential requirement for the verification of blade performance.
Kim, Jong-Un;Lee, Soo-Yong;Park, Jung-Sun;Lee, An-Sung
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
/
v.30
no.6
/
pp.84-91
/
2002
Temperature distribution in the GTD111 turbine blade used in power plaints is calculated by heat transfer analysis. Linear stress analysis of the turbine blade is also carried out under thermal loads and centrifugal forces. The numerical results of steady state heat transfer analysis slow that high temperature distribution occurs at the leading edge and tip section of the blade. The thermal stress result indicates that the equivalent stress at the tip of the pressure surface is higher than other sections of the blade. Maximum centrifugal stresses without the thermal effect occurs at the front of the fir tree. From the thermal-centrifugal stress analysis, maximum equivalent stress occurs at the fir tree. Stresses applied by the thermal loads and centrifugal forces are less than the yield stress. The GTD111 turbine blade is safe to be used in the power plants.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
/
v.16
no.1
/
pp.162-174
/
1992
Blades are one of the critical parts of the wind machine. This paper presents a design procedure for the blade of a 7m diameter horizontal axis wind turbine with the constraint conditions of stresses and fundamental frequency. This blade consists of glass/polyester woven fabric and unidirectional prepreg. It was firstly designed by the classical beam theory on the assumption that torque box sustains all external loads and the reliability of the blade was then inspected in the preliminary estimation by using FEM.
A localization development of Composite rotor blade for Smart Unmanned Aerial Vehicle(SUAV) has been conducted. Overall localization development encompassed selection of domestic composite material having similar properties to that of original one at its best, coupon tests for data base of new material properties, re-calculation of blade sectional properties, and validation of structural/dynamic design requirements such as isolation of rotor natural frequency from excitation, static and fatigue strength, aeroelastic stability. The results of all these activities are described. This paper briefly discusses the improved manufacturing process for the localization of SUAV blade.
Jo, Chul-Hee;Hwang, Su-Jin;Kim, Do-Youb;Lee, Kang-Hee
Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
/
v.1
no.2
/
pp.73-84
/
2015
The turbine is one of the most important components in the tidal current power device which can convert current flow to rotational energy. Generally, a tidal turbine has two or three blades that are subjected to hydrodynamic loads. The blades are continuously deformed by various incoming flow velocities. Depending on the velocities, blade size, and material, the deformation rates would be different that could affect the power production rate as well as turbine performance. Surely deformed blades would decrease the performance of the turbine. However, most studies of turbine performance have been carried out without considerations on the blade deformation. The power estimation and analysis should consider the deformed blade shape for accurate output power. This paper describes a fluid-structure interaction (FSI) analysis conducted using computational fluid dynamics (CFD) and the finite element method (FEM) to estimate practical turbine performance. The loss of turbine efficiency was calculated for a deformed blade that decreased by 2.2% with maximum deformation of 216mm at the blade tip. As a result of the study, principal causes of power loss induced by blade deformation were analysed and summarised in this paper.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
/
v.22
no.12
/
pp.1164-1171
/
2012
Recently, researches related to the green energy generation systems have increased significantly. Among them wind turbines are the most spread practical green energy generation systems. In order to enhance the power generation capacity of the wind turbine blade, the length of wind turbine blade has increased. It might cause undesirable excessive dynamic loads. Therefore dynamic characteristics of a wind turbine blade system should be identified for a safe design of the system. In this study, the equations of motion of a wind turbine blade system undergoing gravitational force are derived considering wind force and pitch angle. Effects of wind speed, variation of pitch angle of the wind turbine blade, rotating speed, and the blade length on its stability characteristics are investigated.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.