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<학술연구>

H-다리우스 수직축 풍력 발전시스템의 성능 및 구조 안전성 최적화 연구
Optimization of the Performance and Structural Safety of H-Darrieus Vertical-Axis Wind Turbine System

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  • 발행기관
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 바로가기
  • 간행물
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) KCI 등재 바로가기
  • 통권
    제27권 제1호 (2025.02)바로가기
  • 페이지
    pp.102-108
  • 저자
    서병연, 오승훈, 서현규
  • 언어
    한국어(KOR)
  • URL
    https://www.earticle.net/Article/A464833

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원문정보

초록

영어
This study analyzes the aerodynamic and structural characteristics of an H-Darrieus vertical-axis wind turbine (VAWT) under varying inlet velocities using transient analysis. The k-ε turbulence model and six-DOF were applied to simulate urban environments in the flow analysis, while the structural analysis considered blade momentum of inertia and RPM conditions. The numerical results showed that the drag and lift forces increased by 60% and 53% respectively from the nominal wind speed to the cut-off wind speed conditions. Structural analysis indicated that the maximum Von-Mises stress in the blade did not exceed the yield strength of 69 MPa of PC-ABS, ensuring structural stability. However, the connecting rod exceeded the yield strength of SPCC 270 MPa, suggesting potential failure due to repeated rotational loads. This study confirms that materials with a yield strength of more than 1,100 MPa required for connecting rods to ensure reliable operation at high wind speed. These findings provide important insights for the design of robust VAWTs suitable for extreme environments.

목차

Abstract
1. 서론
2. 연구 방법
2.1 수치 해석 대상 및 설계
2.2 지배방정식
2.3 수치해석 조건
3. 결과 및 고찰
3.1 유입 유속에 따른 유동특성 결과 분석
3.2 RPM에 따른 구조 해석결과 및 안정성분석
4. 결론
References

키워드

볼츠만 함수 기동 풍속 다리우스형 관성모멘트 폰-미세스 응력 수직축 풍력발전기 Boltzmann function Cut-in speed Darrieus Moment of inertia Von-mises stress Vertical axis wind turbine(VAWT)

저자

  • 서병연 [ Byung-Yeon Seo | Graduate School of Mechanical Engineering, Kongju National University ]
  • 오승훈 [ Seung-Hun Oh | Graduate School of Mechanical Engineering, Kongju National University ]
  • 서현규 [ Hyun Kyu Suh | Member, Division of Mechanical & Automotive Engineering Kongju National University ] Corresponding Author

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

간행물 정보

발행기관

  • 발행기관명
    한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) [Korean Society of Mechanical Technology]
  • 설립연도
    1999
  • 분야
    공학>기계공학
  • 소개
    기계 관련 산업 분야에 관한 학술과 현장 적용 기술을 연구하고 교류하며, 이에 관련된 학문과 기술 발전 및 보급에 기여함으로써 과학과 기술의 진흥에 이바지함을 그 목적으로 한다.

간행물

  • 간행물명
    한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) [Journal of the Korean Society of Mechanical and Aviation Technology ]
  • 간기
    격월간
  • pISSN
    1229-604X
  • eISSN
    2508-3805
  • 수록기간
    1999~2026
  • 등재여부
    KCI 등재
  • 십진분류
    KDC 550 DDC 620

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