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풍력 블레이드 분리를 위한 연구 동향 분석 (Investigation on Research Trends for Separation of Wind Turbine Blade)

  • 정우성;박현범
    • 풍력에너지저널
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    • 제14권4호
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    • pp.68-74
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    • 2023
  • Research is being actively conducted to increase energy production by increasing the length of wind turbine blades. However, it is difficult to manufacture and transport large-scale blades. Various studies are being conducted on the concept of separate wind turbine blades considering transportation methods and maintenance. In this study, various methods of dividing blades and assembling the divided blades were reviewed. The position of the division when the blades are divided was analyzed.

복합재를 이용한 수평축 풍력터빈 회전 날개의 공력 및 구조설계에 관한 연구 (Aerodynamic and Structural Design for Medium Size Horizontal Axis Wind Turbine Rotor Blade with Composite Material)

  • 공창덕;방조혁;오동우;김기범;김학봉
    • 한국추진공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.12-21
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    • 1997
  • 무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가지고 있다. 본 연구에서는 500㎾급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 500㎾를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공진 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

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소형풍력터빈 블레이드 체결부의 응력해석 (Stress Analysis of the Blade Joint for a Small Wind Turbine)

  • 김덕수;정원영;정진태
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권1호
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    • pp.117-124
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    • 2012
  • 본 논문에서는 유한요소법을 이용하여 블레이드에서 발생하는 동력을 발전기로 전달하는 체결부에 대한 연구를 수행하였다. 블레이드 체결부의 유한요소 모델을 수립하기 위하여 실험적 모드해석을 이용하여 각 부품의 고유진동수 및 고유모드를 추출하였으며, 사용프로그램인 ANSYS를 이용한 모드해석을 통하여 추출된 유한요소 모델의 고유진동수와 고유모드 비교를 통하여 모델을 검증하였다. 검증된 유한요소 모델을 이용하여 정격풍속 상태와 한계풍속 상태에서 응력해석을 수행하였으며, 해석 시 작동상태의 경계조건과 중력 및 바람에 의한 하중이 고려되었다.

피로 수명을 고려한 중형 복합재 풍력터빈 블레이드의 구조설계 및 실험 평가 (Structural Design and Experimental Investigation of A Medium Scale Composite Wind Turbine Blade Considering Fatigue Life)

  • 공창덕;방조혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.23-30
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    • 2003
  • 본 연구는 풍력발전 시스템에 관련된 IEC61400-1 국제규격 및 GL규격에 정의된 다양한 하중조건을 고려하였고, 이러한 하중들을 효과적으로 견딜 수 있는 특별한 복합재 구조형상을 제안하였다. 복합재 풍력터빈 블레이드 주고에 대한 평가를 위해 유한요소 구조해석을 수행하였다. 구조설꼐에서는 파라미터 분석 연구를 통해 블레이드 구조형상을 결정하였고, 대부분의 주요 설꼐 피라미터를 결정하였다. FEM을 이용한 응력해석결과를 검토하여 설계된 블레이드 구조는 어떠한 하중조건에 대해서도 안전함을 확인하였다. 뿐만 아니라, 본 연구에 의해 새롭게 고안된 삽입볼트를 사용한 허브 연결부의의 설계하중과 피로하중에 대한 안전성을 검토하였으며, 잘 알려진 S-N 선형 손상 이론, 하중 스펙트럼 및 Spera의 실험식에 의해 20년 이상의 피로수명을 갖도록 하였다. 몇 개의 집중하중으로 모사된 공력하중에 대한 실물 정적구조시험을 수행하였으며, 실험결과로부터 설계된 블레이드는 구조적으로 안전함을 확인하였다. 더욱이, 변위 및 응력, 중량, 무게중심 증의 측정된 결과는 해석결과와 일치함을 확인하였으며, 연구된 블레이드는 독일의 국제적 인증기관인 GL사의 인증을 획득하였다.

테일러드블랭크 용접을 위한 전단 공정 연구 (A Study on Mechanical Shearing Process for Tailored Blank Welding)

  • 유병길;이경돈
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제17권2호
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    • pp.66-75
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    • 1999
  • Weld bead quality in tailored blank(TB) is critically affected by edge preparation of sheets. The edge quality of prepared sheets for TB can be classified into straightness and the cross section quality of sheared plane such as a ratio of shear face, shear plane angle, etc. In order to have a good edg quality for butt-welding sheets, precision shearing will be recommended. In this paper, the feasibility of a conventional mechanical shearing as the edge preparation for tailored blanks is studyied. It reveals that fine shearing may not be the unique solution as it is generally accepted. To obtain the good shearing condition with a conventional mechanical shearing, experiments were carried out using Tahuchi method. The major parameters affecting a sheared contour are the clearance between upper blade and lower blade, and shear angle. The optimal shearing condition yields a very good straightness along the entire length of the cut, which gives a butt joint gap less than 10% of the base material thickness. The good cross section of sheared plane is also achieved in the optimal shearing condition such as a ratio of the shear face above 65%, a cross section's shear plane angle above 85%, little burr, which is providing finally good weld beads.

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어깨뼈 후전사방향촬영에서 Tube 각도와 환자의 회전각도 관한 연구 (A Study of Tube Angle and Patient's Rotation Angle in Scapular Y View)

  • 안병주;이준행
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.271-275
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    • 2013
  • 어깨뼈 검사는 일상생활, 스포츠 활동 시에 어깨관절의 후측부나, 후외측부에 강한 외력이 가해서 발생하는 직접외상에 의한 경우와 상완부에 주로 외전, 신전, 외회전력이 가해져 어깨관절 탈구 등 병변의 유무를 관찰하는데 유용하게 사용되고 있다. 본 연구의 목적은 어깨관절 후전사방향촬영(shoulder PA oblique projection, scapula Y-view)의 촬영각도에 따른 영상의 왜곡을 방지하고 방사선학적 진단에 가장 유용한 촬영 각도를 알아보고자 하였다. 어깨뼈체부와 봉우리(acromion) 및 부리돌기(coracoid process)는 Y자를 이루게 되는데 $10^{\circ}$에서는 어깨뼈와 봉우리사이의 각도가 협착되어 나타나고, $20^{\circ}{\sim}25^{\circ}$에서는 Y자에 위팔뼈머리가 겹쳐 보이며, 어깨관절과의 위치도 적절해 보였다. $35^{\circ}$에서는 위팔뼈머리가 Y자에 겹쳐 보이지만, 위팔뼈머리와 어깨관절이 왜곡되어 보였다. 환자체위는 $45^{\circ}$ 거상시킬 때 가장 적합한 측면상을 관찰되며, 봉우리(acromion) 및 부리돌기(coracoid process)도 Y 자를 이루었다.

음향방출(AE)을 이용한 풍력 블레이드의 피로손상 평가 (Evaluation of Fatigue Damage for Wind Turbine Blades Using Acoustic Emission)

  • 지현섭;주노회;소철호;이종규
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.179-184
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    • 2015
  • 본 연구에서는 풍력 블레이드의 피로손상으로 발생하는 음향방출신호의 특성을 살펴보기 위하여 길이 48 m의 풍력 블레이드 flap fatigue test를 100만 회까지 실시하였다. 60만 회까지는 hit수와 total energy가 꾸준히 증가하는 것으로 보아 블레이드의 손상이 지속되는 것으로 보이며, 주 손상기구는 rise time의 분석결과 기지균열의 생성과 성장으로 판단되었다. 또한 채널별 신호 분석을 통해 가장 손상을 많이 받은 부위가 체결부 20 m 지점의 skin과 spar의 접합 부위로 추정하였고 실제 손상 부위는 육안검사를 통해서도 확인되었다. Event source location 결과는 각 채널의 total energy 변화와 관련이 있었으며, 이러한 결과가 반영됨으로써 풍력 블레이드의 최적 설계에 유용할 것으로 판단된다.

열간 금형재의 마찰용접 최적화와 AE평가 (Friction Welding Optimization of Hot Die Punch Materials and Its AE Evaluation)

  • 오세규;공유식;박일동;유인종
    • 동력기계공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.54-58
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    • 2000
  • The complete joining method for dissimilar hot die punch materials and its real-time evaluation method are not available at present. Brazing method has been used for joining them, but it is known that the welded joint by the brazing has the lower bonding efficiency and reliability than the diffusion welding. The friction welding with a diffusion mechanism in bonding was applied in this study. So, this work was carried out to determine the optimal friction welding conditions and to analyze mechanical properties of friction welded joints of hot die punch materials (STD61 for the blade part of hot die punch) to alloy steel (SCM440 for the shank part of hot die punch) such as plunger. In addition, acoustic emission test was carried out during friction welding to evaluate the weld quality.

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부자(附子)의 경구투여(經口投與)가 RAT의 척수손상(脊髓損傷)에 미치는 영향(影響) 및 비교(比較) (The Effects of Radix aconiti on the Contraction of Rat's Spinal Cord Injury)

  • 이건목;김경식;이강창
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제15권2호
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    • pp.105-116
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    • 1998
  • Purpose In this study, We observed the recovery process in the ability to move in the hind limbs of the rats whose spinal cord injuries were treated by Radix acouniti(RA). The purpose of this study is to see the effects of Radix acouniti(RA) water extract on the contraction of rat's spinal cord injury. Procedure First, the rats were subjected to hemisectional spinal cord injuries by a scalpel blade. Those rats, then, were divided into three groups: Sham operated rats group and the experimental group, which received the Radix acouniti(RA) water extract, and the control group, which had no treatment. Their recovery in the ability to walk was observed by the Open Field Test (OFT) for 14 days after the injuries. Method The OFT was applied at four points: the hip, knee, ankle joint, and the tail. Each joint was given a movement rating of from 0 to 3, depending on the amount of movement. A movement rating of 0 designates no movement, a 1 designates slight movement, a 2 designates increased movement, and a 3 designates active movement. Slight movement is defined as a joint displaying less than or equal to 30% of that joint range, increased movement is displaying less than or equal to 60% of that joint's range, and active movement is greater than or equal to 90% of that joint's range. Tail movement is also graded on a scale of 0 to 3. A rating of 0 indicates that the tail is down 100% of the time, one of 1 indicates that the tail is down more than 10%, one of 2 shows that the tail is down less than 50% but more than 10% of the time, and one of 3 shows that the tail is down less than 10% of the time. All four ratings were added together and then averaged to arrive at a single score. Results The sham group which did not go through spinal cord injuries showed near normal results on all 3 joints and tail from right after the operation, which one would expect. The RA oral application group showed more effective recovery of movememt function than the control group around 4 days after the spinal cord injuries. However, after 14 days, both groups displayed almost the same degree of movement recovery. The results of this study are summarized as follows: 1. After 14days the spinal cord injuries, movement was recovered in sham operated group, control group, and experimented group in the hip, the knee, the tail and then the ankle of rats, in that order. 2. Around 7 days after the spinal cord injuries, the experimental group proved the effectiveness of the therapy in terms of movement recovery. 3. The level of ALT, ALP, AST in RA treated group was slightly increased. 4. The level of BUN and creatinine in RA treated group was slightly increased. The above results indicate that RA therapy at an early stage can bring about better movement recovery in patients with spinal cord injuries from traffic accidents or industrial disasters. But there is apparent side effect of RA on clinical, therefore the study on this should be continued.

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보육시설과 지역아동센터 칼과 도마의 미생물학적 안전성 평가 (Evaluation of Microbiological Safety of Knives and Cutting Boards in Child Care Centers)

  • 강주영;박은지;이한철;박민지;오도경;김찬영;정은선;이영주;김중범
    • 한국식품영양학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.702-709
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    • 2020
  • The purpose of this study was to evaluate microbiological contamination of knives and cutting boards in child-care centers. Materials used in this study were swabbed of cutting boards and knives (blade, handle of knife, and joint of handle and blade) in 129 child-care centers. Mean values of total aerobic bacteria of swabs of knives and cutting boards were 1.7±0.7 log cfu/100 ㎠ and 1.7±0.9 log cfu/100 ㎠, respectively. Contamination levels of coliform bacteria from knives and cutting boards were 1.5±0.6 log cfu/100 ㎠ and 1.7±0.8 log cfu/100 ㎠, respectively. Comparing microbiological contamination levels of knives and cutting boards according to type and size of child-care centers, there was no significant difference. Bacillus cereus was detected in knife handles and cutting boards. Diarrhea-type toxin gene (entFM) was detected in B. cereus isolates. Antibiotic resistance tests showed that B. cereus was resistant to β-lactam antibiotics. To reduce microbiological contamination levels of knives and cutting boards in child-care centers and prevent food poisoning from bacteria contamination, continuous education by children's food-service management center is needed for sterilization and disinfection of knives and cutting boards.