• 전력전자학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.549-556
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• 2014

This study proposes a parallel operation strategy for small wind turbine systems. A small wind turbine system consists of blade, permanent magnet synchronous generator, three-phase diode rectifier, DC/DC buck converter, and the battery load. This configuration has reliability, simple control algorithm, high efficiency, and low cost. In spite of these advantages, the system stops when unexpected failures occur. Possible failures can be divided into mechanical and electrical parts. The proposed strategy focuses on the failure of electrical parts, which is verified by numerical analysis through equivalent circuit and acquired general formula of small wind power generation systems. Simulation and experimental results prove its efficiency and usefulness.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제3권1호
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• pp.39-49
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• 2010

In this paper, a numerical study has been carried out to investigate the influence of jet fan design variables on the performance of a jet fan. In order to achieve an optimum jet fan design and to explain the interactions between the different geometric configurations in the jet fan, three-dimensional computational fluid dynamics and the DOE method have been applied. Several geometric variables, i.e., hub-tip ratio, meridional shape, rotor stagger angle, number of rotor-stator blades and stator geometry, were employed to improve the performance of the jet fan. The objective functions are defined as the exit velocity and total efficiency at the operating condition. Based on the results of computational analyses, the performance of the jet fan was significantly improved. The performance degradations when the jet fan is operated in the reverse direction are also discussed.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.499-505
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• 2012

회전익 항공기에서 가장 심각한 문제의 한 가지는 로터의 회전에 의한 진동 가진이다. 이를 완화하기 위하여 본 논문에서는 능동 뒷전플랩(ATF)을 적용한 로터 블레이드를 개발하였다. 이 플랩은 로터 중심에서부터 65~85% 스팬에 장착되었다. 블레이드 회전 속도는 끝단에서 마하수를 충족하기 위하여 1,528rpm정도로 높은 수준이다. 이런 특별한 장치가 내부에 삽입된 블레이드에서는 구조적인 강건성을 파악하고 관찰하는 것이 중요하다. 플랩을 작동시키는 세밀한 부품들이 회전하는 블레이드 내에 삽입되기 때문이다. 블레이드의 구조적 설계와 분석을 위하여 CAMRAD-II와 1차원 보 모델을 이용하였다. 동시에 3차원 유한요소 해석 프로그램인 MSC. PATRAN/NSTRAN를 통해 현재 블레이드의 상세한 해석을 수행하였다. 그 결과 개발한 로터의 특성이 적절한 수준인 것으로 예측되었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.228-231
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• 2008

Flow fields of a transonic centrifugal compressor are calculated using the commercial CFD code, CFX-TASCflow. Due to the transonic inlet condition, interactions between the shock wave and boundary layers and between the shock wave and tip leakage vortices generate complex flow structures and extra losses. The calculated results show that strong secondary flows due to high curvature and high rotational speed of the impeller. And streamlines near suction surface show that strong radially upward flow develops after the shock between the leading edge locations of main blade and splitter.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.632-635
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• 2009

Nowadays renewable energy has undergone major development, however most renewable energy resources still have demerit which is under the influence of environmental factors that can not be set up the power plants or can not be generated the rated power. To wander from the point of environmental instability, the present paper looks at the tidal current energy which can supply regular electric power. It has an important merit which is more predictable than others, however the place which can be set up is limited and the turbine system must be optimized. The development of the optimized rotor blades design is urgent to obtain regular electric power using the tidal current energy. Therefore, the paper expands on this idea and presents a conceptual design of 100kW horizontal axis rotor blade for the tidal current turbine using blade element momentum (BEM) analysis. The compatibility of horizontal axis tidal turbine (HATT) is verified using a commercial computational fluid dynamics (CFD) code, ANSYS-CFX. This paper presents results of the numerical analysis, such as pressure, streak line and the performance curves with torque data for the inflow of the horizontal axis tidal current turbine (HATT).

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.693-702
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• 2015

본 논문은 NACA 익형의 블레이드를 가지는 다리우스 수직축 풍력발전기(VAWT)의 성능특성에 대한 연구이다. 다양한 설계변수를 이용한 다리우스 VAWT 의 최적 형상을 예측하기 위해서 블레이드 근처에서 나타나는 공력특성 및 박리유동, 유동과 블레이드 간의 상호작용, 이로 인해 유도되는 토크 및 출력특성 등을 분석하였다. 블레이드의 최적 형상 설계 및 주변 유동과의 상호작용 특성을 보기 위하여 다양한 인자들 (즉, 코드길이, 로터직경, 피치각, 블레이드의 두께비 및 비틀림각 등)을 고려하였다. 본 연구에서 연구결과로는 TSR 가 낮은 영역에서는 솔리디티가 큰 로터가 높은 출력계수를 가지는 반면, TSR 이 높은 영역에서는 솔리디티가 작은 로터가 높은 출력계수를 가진다. 블레이드의 익형이 안쪽으로 향하는 피치각은 $-2^{\circ}$와 비틀림각이 $0^{\circ}$ 일 때, 다리우스형 VAWT 가 최대 출력을 발생하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.776-781
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• 2005

Cavitation is the most serious problem caused in developing high-speed turbopump, and use of an inducer is often made to avoid cavitation in main impeller. Thus, the inducer always operates under the worst condition of cavitation. If it could be possible to control and suppress cavitation in the inducer by some new device, it would also be possible to suppress cavitation occurring in all types of pumps. The purpose of our present study is to develop a new effective method of controlling and suppressing cavitation in an inducer using shallow grooves, named as "J-Groove", J-Groove is installed on the casing wall near the blade tip to use the pressure difference between high pressure region and low pressure region in the axial direction at the inlet of the inducer. The results show that proper combination of backward-swept inducer with J-Groove improves suction performance of turbopump remarkably in the range of partial flow rate as well as designed flow rate. The rotating backflow cavitation occurring in the range of low flow rate and the cavitation surge occurring in the vicinity of the best efficiency point can be almost fully suppressed by installing J-Groove.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권11호
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• pp.1239-1247
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• 2005

Cavitation is the most serious problem in developing high-speed turbopump, and inducer is often used to avoid cavitation in main impeller. Thus, inducer is always operating in the worst .cavitation condition. If it is possible to control and suppress cavitation in inducer by some new device, it might be possible to suppress cavitation occurring in any type of pumps. The purpose of present study is to develop a new effective method of controlling and suppressing cavitation in inducer using shallow grooves, which is named 'J-Groove'. J-Groove is installed on the casing wall near the blade tip to use the pressure difference between high pressure region and low pressure region of the inducer in an axial direction. The results show that proper combination of backward-swept inducer with J-Groove improves suction performance of turbopump remarkably in the range of partial flow rate as well as designed flow rate. The rotating backflow cavitation occurring in the range of low flow rate and the cavitation surge occurring in the vicinity of the best efficiency point can be almost suppressed by installing J-Groove.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권3호
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• pp.167-173
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• 2014

본 연구에서는, 블레이드 요소-모멘텀 이론을 바탕으로, 최대 출력계수를 갖는 직경 80 cm의 실험실용 수평축 조류 터빈의 형상을 제시하고, 블레이드 피치각이 변할 때 출력계수의 변화 경향을 조사하였다. 또한 ANSYS-Fluent를 이용한 전산유체해석을 실시하여, 주어진 블레이드 피치각에 대하여 블레이드 요소-모멘텀 이론으로 계산한 출력계수를 검증하였다. 전산유체해석에는 계산 영역의 직경과 길이를 조류 터빈 반경의 15배로 하였고, 계산 영역의 경계에는 열린 경계조건을 인가하였다. 블레이드 요소-모멘텀 이론과 전산유체해석으로 계산한 조류 터빈의 최대 출력계수 약 48%로 서로 잘 일치하였다. 블레이드 피치각을 증가한 경우에는 두 방법으로 산출한 출력계수가 모두 감소하는 경향을 보였고, 그 값들도 서로 유사하였다. 이로부터, 블레이드 요소-모멘텀 이론을 기반으로 설계한 조류 터빈 형상 및 다양한 조건에서 대한 출력계수의 신뢰성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.345-352
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• 2011

고속으로 주행하는 자동차에서 전면유리 와이퍼의 부상 현상은 와이퍼의 닦임 성능을 저해하여 운전자의 안전을 위협한다. 본 연구에서는 고속 주행 시 와이퍼가 작동하는 차량 주변의 3차원 CFD 해석을 수행하여 와이퍼의 닦임 성능 향상을 위한 방안을 모색하였다. 정확한 해석결과를 얻기 위하여 차량과 와이퍼의 자세한 형상을 모델링하였고, 해석 결과로 와이퍼의 양력계수와 항력계수를 산출하였다. 또한, 수치해석을 통하여 와이퍼 작동 각도와 후드 끝단 각도가 전면유리 와이퍼의 양력계수와 항력계수에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.