초록 ▼

□ 연구개요
- 최근 2050년 탄소중립을 실현하기 위해 신재생에너지 관련 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 풍력에너지는 주요 신재생에너지원의 하나로 주목받고 있음.
- 풍력발전기 제조사들은 보다 많은 AEP(Annal Energy Production) 확보를 위해 블레이드 길이를 증가시키고 있으며, 블레이드 길이 증가에 따라 블레이드 루트부 강성 확보가 중요하게 되어 에이포일의 두께비가 점점 증가하는 추세이며, 에어포일의 두께가 증가함에 따라 공력성능이 감소하여, 주요 풍력발전기 제조사 및 해외 연구 기관들은 공력성능

□ 연구개요
- 최근 2050년 탄소중립을 실현하기 위해 신재생에너지 관련 연구개발이 활발히 진행되고 있으며, 풍력에너지는 주요 신재생에너지원의 하나로 주목받고 있음.
- 풍력발전기 제조사들은 보다 많은 AEP(Annal Energy Production) 확보를 위해 블레이드 길이를 증가시키고 있으며, 블레이드 길이 증가에 따라 블레이드 루트부 강성 확보가 중요하게 되어 에이포일의 두께비가 점점 증가하는 추세이며, 에어포일의 두께가 증가함에 따라 공력성능이 감소하여, 주요 풍력발전기 제조사 및 해외 연구 기관들은 공력성능이 우수한 풍력발전기 전용 두꺼운 루트부 에어포일 개발 및 성능 향상 부가장치를 개발하고자 함.
- 따라서, 본 연구는 풍력발전기 성능향상을 위한 AI(Artificial Intelligence)기반 CFD 코드 플랫폼 구축 및 이를 활용한 두꺼운 에어포일과 신개념 부가장치 설계에 관한 연구를 목적으로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
-본 연구는 풍력발전기 블레이드 에어포일 설계 시 CFD 해석을 대체하기 위해 AI 기술을 이용하여 에어포일 유동장 및 공기역학적 성능 예측 모델을 개발함.
- pix2pix 기반의 In-house CFD 코드 활용 에어포일 유동장 예측 AI 기술 확보
- DNN 기반의 In-house CFD 코드 활용 에어포일 공력성능 예측 AI 기술 확보
- 확보한 AI 기술을 활용하여 풍력발전기 성능향상에 특화된 AI기반 CFD코드 플랫폼 설계

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1) 연구개발결과의 중요성
- 본 연구로 개발된 독자 CFD 코드 및 AI 기술을 융합한 플랫폼은 에어포일을 구성하는 형상 좌표 정보만을 활용하여 에어포일에 대한 성능 분석의 고속화를 실현할 수 있음.
- 독자 CFD 코드 기반의 AI 기술 플랫폼을 활용한 고성능 에어포일 설계를 수행하고, 이를 풍력발전기 블레이드 설계에 활용하여 두꺼운 에어포일 개발에 기여할 것으로 기대됨.
2) 연구개발설과의 관리
연구개발설과는 연구실 내에서 관리할 예정이며, 필요 시 본 사업을 통해 얻은 데이터를 제공할 예정임. 사업 종료 후 지속적인 후속 연구를 진행하여 심화 연구 수행을 통해 세계적인 풍력발전기 기술력을 보유 및 다양한 기관과 협력 연구를 수행할 예정임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2.1 풍력발전기 에어포일 유동장 예측 pix2pix 및 공력성능 예측 Deep Neural Network 딥러닝 기술 개발 ... 4
• 2.2 pix2pix를 이용한 에어포일 유동장 예측 모델 구축 ... 5
• 2.3 에어포일 Data Set 구축 ... 7
• 2.4 딥러닝 모델 학습결과 ... 8
• 2.5. 대형 풍력발전기용 성능향상 장치 설계 및 검증 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• 6. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 23