풍력시스템은 대기 중 바람의 유동에 의한 로터 블레이드(rotor blade)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 발생시킨다. 바람과 함께 파도, 해류, 조류 등 다양한 외부환경에 노출되고, 시스템의 특성상 비교적 큰 운동을 동반하는 해상풍력시스템은 하중, 운동, 발전 성능 등을 예측할 수 있는 해석기법의 도움이 필수적이다. 또한 시스템의 핵심 구조인 로터 블레이드는 회전에 직접적으로 관여하고, 자체 설계에 따라 발전기의 용량과 효율이 결정되므로 시스템 개발에 있어 정확도가 높은 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 대표적인 대형 해상풍력시스템 모델인 ...
풍력시스템은 대기 중 바람의 유동에 의한 로터 블레이드(rotor blade)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 발생시킨다. 바람과 함께 파도, 해류, 조류 등 다양한 외부환경에 노출되고, 시스템의 특성상 비교적 큰 운동을 동반하는 해상풍력시스템은 하중, 운동, 발전 성능 등을 예측할 수 있는 해석기법의 도움이 필수적이다. 또한 시스템의 핵심 구조인 로터 블레이드는 회전에 직접적으로 관여하고, 자체 설계에 따라 발전기의 용량과 효율이 결정되므로 시스템 개발에 있어 정확도가 높은 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 대표적인 대형 해상풍력시스템 모델인 NREL 5MW Baseline Model Phase IV을 이용하여 등가 모델링을 수행한 후, 고유진동수와 모드형상을 실제 데이터와 비교 및 검증하여 등가 모델링 기법(equivalent beam modeling technique)을 이용한 해석결과의 타당성을 검증해보았다. 또한, 검증된 모델을 통해 정지 조건(parked condition)에서의 플러터 해석(flutter analysis)을 수행하였다. 본 연구에서 수행한 진동해석기법 및 플러터 해석결과는 향후 초대형 풍력터빈시스템의 설계 및 안정성 해석과 공탄성 해석기법 구축에 매우 유용하게 활용될 것이라 기대한다.
풍력시스템은 대기 중 바람의 유동에 의한 로터 블레이드(rotor blade)의 회전력을 이용하여 전기에너지를 발생시킨다. 바람과 함께 파도, 해류, 조류 등 다양한 외부환경에 노출되고, 시스템의 특성상 비교적 큰 운동을 동반하는 해상풍력시스템은 하중, 운동, 발전 성능 등을 예측할 수 있는 해석기법의 도움이 필수적이다. 또한 시스템의 핵심 구조인 로터 블레이드는 회전에 직접적으로 관여하고, 자체 설계에 따라 발전기의 용량과 효율이 결정되므로 시스템 개발에 있어 정확도가 높은 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 대표적인 대형 해상풍력시스템 모델인 NREL 5MW Baseline Model Phase IV을 이용하여 등가 모델링을 수행한 후, 고유진동수와 모드형상을 실제 데이터와 비교 및 검증하여 등가 모델링 기법(equivalent beam modeling technique)을 이용한 해석결과의 타당성을 검증해보았다. 또한, 검증된 모델을 통해 정지 조건(parked condition)에서의 플러터 해석(flutter analysis)을 수행하였다. 본 연구에서 수행한 진동해석기법 및 플러터 해석결과는 향후 초대형 풍력터빈시스템의 설계 및 안정성 해석과 공탄성 해석기법 구축에 매우 유용하게 활용될 것이라 기대한다.
Wind power system produces electrical energy through the blade rotation due to wind flow in the atmosphere. Among wind, wave, and ocean current exposed to various external environments, marine nature involves a relatively large movement of the wind power system. It is essential to predict the power ...
Wind power system produces electrical energy through the blade rotation due to wind flow in the atmosphere. Among wind, wave, and ocean current exposed to various external environments, marine nature involves a relatively large movement of the wind power system. It is essential to predict the power generation performance with the help of analysis techniques. The analysis techniques are also used to estimate the loading of the system. In addition, the fundamental structure of the rotor blades in the system is directly involved in the rotation which is determined to the capacity and efficiency of the generator. An accurate analysis method for the wind turbine system is required in accordance with its design. In this study, the modal analysis of a typical large offshore wind power system model, the NREL 5MW baseline wind turbine was performed using an equivalent modeling technique. The natural frequencies and model shape conducted by a multi-body dynamics solver was verified and compared to the reference data. Furthermore, the proven model of flutter analysis was performed in parking conditions of the wind turbine. The result of flutter analysis performed in this study would be expected to be utilized very useful in wind turbine design. The aeroelastic analysis techniques can provide the stability of structures for the future massive wind power systems.
Wind power system produces electrical energy through the blade rotation due to wind flow in the atmosphere. Among wind, wave, and ocean current exposed to various external environments, marine nature involves a relatively large movement of the wind power system. It is essential to predict the power generation performance with the help of analysis techniques. The analysis techniques are also used to estimate the loading of the system. In addition, the fundamental structure of the rotor blades in the system is directly involved in the rotation which is determined to the capacity and efficiency of the generator. An accurate analysis method for the wind turbine system is required in accordance with its design. In this study, the modal analysis of a typical large offshore wind power system model, the NREL 5MW baseline wind turbine was performed using an equivalent modeling technique. The natural frequencies and model shape conducted by a multi-body dynamics solver was verified and compared to the reference data. Furthermore, the proven model of flutter analysis was performed in parking conditions of the wind turbine. The result of flutter analysis performed in this study would be expected to be utilized very useful in wind turbine design. The aeroelastic analysis techniques can provide the stability of structures for the future massive wind power systems.
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