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풍력발전기 톱니형 뒷전 블레이드 소음 예측 기법
Prediction Method for Trailing-edge Serrated Wind Turbine Noise 원문보기

신재생에너지 = New & Renewable Energy, v.16 no.2, 2020년, pp.1 - 13  

한동연 (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University) ,  최지훈 (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University) ,  이수갑 (Institute of Engineering Research at Seoul National University, Seoul National University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The reduction of noise from wind turbines has been studied using various methods. Some examples include controlling wind turbine blades, designing low-noise-emitting wind turbine blades, and using trailing-edge serrations. Among these methods, serration is considered an effective noise reduction met...

주제어

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
소음 문제 중 공력소음 저감에는 어떤 연구 방법이 있는가? 이러한 소음 문제를 해결하기 위해 풍력발전기 소음을 저감하기 위한 연구는 기계류 소음 저감, 공력 소음 저감 등의 다양한 방향으로 연구되어왔다. 이들 중 공력소음을 저감하기 위한 연구는 기존에 설치된 풍력발전기에 대한 제어를 통해 소음을 저감하는 방법과, 개발 단계에서 저소음화를 고려한 설계를 하는 방법이 있다. 기존에 설치된 풍력발전기는 피치 각도를 제어하거나, 회전 속도를 낮추어 소음을 저감 할 수 있다고 알려져 있다.
톱니형 뒷전으로 인해 발생하는 소음 저감도 예측 방법은 어떤 방법인가? Lyu 등이 제시한 톱니형 뒷전으로 인해 발생하는 소음 저감도 예측 방법은 톱니형 뒷전의 소산적인 효과만 고려하는 것이 아니라, 소음을 발생시키는 생산적인 효과 또한 고려할 수 있는 방법이다. 따라서 기존의 Howe가 제시한 방법과 비교하여 보다 실험결과에 가까운 결과를 산출할 수 있는 장점이 있다.
풍력발전 단지 개발이 입지선정 및 설치에 장애를 겪는 이유는 무엇인가? 풍력발전은 신재생에너지 중 하나로, 화석 연료를 대체 할 에너지원 중 하나로 각광 받아왔다. 그러나 풍력발전기에서 발생하는 소음의 피해 사례들이 지속적으로 보고되고 환경소음적 유해성이 밝혀지면서 풍력발전 단지 개발은 입지선정 및 설치에 장애를 겪고 있다.
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참고문헌 (21)

  1. Oerlemans, S., Fisher, M., Maeder, T., and Kogler, K., 2009, "Reduction of wind turbine noise using optimized airfoils and trailing-edge serrations", AIAA J., 47(6), 1470-1481. 

  2. Oerlemans, S., 2016, "Reduction of wind turbine noise using blade trailing edge devices", Proceedings of the 22nd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. 

  3. Amiet, R.K., 1976, "Noise due to turbulent flow past a trailing edge", J. Sound Vib., 47(3), 387-393. 

  4. Roger, M. and Moreau, S., 2005, "Back-scattering correction and further extensions of Amiet's trailing-edge noise model. Part 1: theory", J. Sound Vib., 286(3), 477-506. 

  5. Howe, M.S., 1991, "Noise produced by a sawtooth trailing edge", J. Acoust. Soc. Am., 90(1), 482-487. 

  6. Dassen, T., Parchen, R., Bruggeman, J., and Hagg, F., 1996, "Results of a wind tunnel study on the reduction of airfoil self-noise by the application of serrated blade trailing edges", Proceedings of the 1996 European Union Wind Energy Conference and Exhibition. 

  7. Gruber, M., Joseph, P., and Chong, T.P., 2010, "Experimental investigation of airfoil self noise and turbulent wake reduction by the use of trailing edge serrations", Proceedings of the 16th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. 

  8. Lyu, B., Azarpeyvand, M., and Sinayoko, S., 2016, "Prediction of noise from serrated trailing edges", J. Fluid Mech., 793, 556-588. 

  9. Lutz, T., Herrig, A., Wurz, W., Kamruzzaman, M., and Kramer, E., 2007, "Design and wind-tunnel verification of low-noise airfoils for wind turbines", AIAA J., 45(4), 779-785. 

  10. Lee, S.M., Kim, H.G., Son, E.K., and Lee, S.G., 2009, "Aerodynamic noise analysis of high speed wind turbine system for design parameters of the rotor blade", Proceedings of the Korean Society for New and Renewable Energy Spring Conference, 521-524. 

  11. Palacios, F., Colonno, M.R., Aranake, A.C., Campos, A., Copeland, S.R., Economon, T.D., Lonkar, A.K., Lukaczyk, T.W., Taylor, T.R., and Alonso, J.J., 2013, "Stanford University Unstructured (SU2): An open-source integrated computational environment for multi-physics simulation and design", Proceedings of the 51st AIAA Aerospace Sciences Meeting including the New Horizons Forum and Aerospace Exposition, AIAA 2013-0287. 

  12. Counihan, J., 1975, "Adiabatic atmospheric boundary layers: a review and analysis of data from the period 1880-1972", Atmos. Environ., 9(10), 871-905. 

  13. Lowson, M.V., 1994, "Theory and experiment for wind turbine noise", Proceedings of the 32nd Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 

  14. Wagner, S., Bareiss, R., and Guidati, G., 2012, "Wind turbine noise", Springer Science & Business Media. 

  15. Brooks, T.F., Pope, D.S., and Marcolini, M.A., 1989, "Airfoil self-noise and prediction", https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19890016302.pdf. 

  16. Chase, D., 1987, "The character of the turbulent wall pressure spectrum at subconvective wavenumbers and a suggested comprehensive model", J. Sound Vib., 112(1), 125-147. 

  17. Christophe, J., Anthoine, J., Rambaud, P., and Moreau, S, 2008, "Numerical issues in the application of an Amiet model for spanwise-varying incoming turbulence", Proceedings of the 14th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (29th AIAA Aeroacoustics Conference). 

  18. Jacobson, R., Meadors, E., Jacobson, E., and Link, H., 2003, "Power performance test report for the AOC 15/50 wind turbine, test b", United States Department of Energy by National Wind Technology Centre. National Renewable Energy Laborator, Golden, CO. 

  19. Huskey, A., Link, H.F., and Butterfield, C.P., 1999, "Wind turbine generator system acoustic noise test report for the AOC 15/50 wind turbine", National Renewable Eenrgy Laboratory, Golden, CO. 

  20. Mayer, Y.D., Lyu, B., Kamliya Jawahar, H., and Azarpeyvand, M., 2018, "Toward a semi-empirical noise prediction for airfoils with serrated trailing edges", Proceedings of the 2018 AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. 

  21. Gruber, M., 2012, "Airfoil noise reduction by edge treatments", Doctoral Thesis, University of Southampton. 

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