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초록

영어

The blade is a key element of a wind turbine system for converting wind energy into electrical energy. The aerodynamic design of the blade is about selecting an appropriate airfoil and determining the optimal cross-section along the blade axis. The goal of this study is to develop a model of the blade airfoil and to analyze the efficiency of the developed airfoil(blade shape is based on the modified SM series profile). In general, wind turbine blades are sensitive to Cl/Cd. The focus of this study is to optimize the coordinates of the airfoil for the highest efficiency(Cl/Cd) in strong winds and gusts through the X-Foil program. In order to develop an appropriate airfoil for turbulence characteristics, gusts, and wind conditions in the domestic sea area, numerical analysis is used to determine the length of the airfoil and its thickness ratio(Y/C), the relative position to the maximum thickness ratio of the airfoil(Xd), It is determined by calculating the S-shaped tail edge and ratio. It was optimized by repeatedly performing CFD(Computational Fluid Dynamics) verification on the 2D model modeled through the X-Foil program.

한국어

블레이드는 바람 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 풍력발전기 시스템의 핵심 요소이다. 블레이드의 공기역학적 설계는 적절한 에어포일을 선택하고 블레이드 축을 따라 최적의 단면을 결정하는 것이다. 본 연구의 목표는 블레이드 에어포일의 모델을 개발하고, 개발한 에어포일의 효율을 분석하는 것이다(블레이드 형상은 수정된 SM 시리즈 프로파일을 기반으로 함). 일반적으로 풍력 터빈 블레이드는 Cl/Cd에 민감하다. 본 연구의 초점은 X-Foil 프로그램을 통해 강한 바람과 돌풍에서의 최고 효율(Cl/Cd)을 위한 에어포일의 좌표를 최적화시키는 것이다. 국내 해역의 난류 특성, 돌풍 및 바람 조건에 대한 적절한 에어포일을 개발하기 위해서는 수치 해석을 통해 에어포일의 길이와 이에 따른 두께비(Y/C), 에어포일의 최대 두께비에 대한 상대 위치(Xd), S형 tail edge 및 비율 등을 계산하여 결정한다. X-Foil 프로그램을 통해 모델링된 2D 모델에 대하여 CFD(Computational Fluid Dynamics) 검증을 반복 수행하여 최적화시켰다.

목차

ABSTRACT
1. Introduction
2. Blade design process
3. Numerical method to use XFRL5-v6.04 beta Pro
4. Result of Airfoil Design and Verification
4.1 Airfoil SM40-3512
4.2 Airfoil SM75-3508
4.3 Airfoil SM100-3305
5. CONCLUSION
References

키워드

양항비 블레이드 최적설계 풍력발전기 레이놀즈 수 마하수 엑스포일 프로그램 L/D Blade optimal design Wind turbine Reynolds number Mach number X-Foil program

저자

• 송가영 [ Ka-Young Song | Department of Energy Engineering, Jeonbuk National University ]
• 선민영 [ Min-Young Sun | Department of Mechanical Design Engineering, Jeonbuk National University ] Corresponding Author

참고문헌

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