본 연구는 해상풍력 터빈 블레이드 에어포일 설계를 다룬다. 풍력 터빈 설계의 목표는 특정 대기 조건에서 가능한 가장 높은 출력을 얻는 것이다. 공기역학적 부하에 대한 수학적 설명으로 최적의 블레이드 형상을 결정하는 문제는 복잡하고 많은 제약과 목표를 충족해야 한다. 본 연구의 목적은 여러 기준에 따라 풍력 터빈 블레이드의 최적화를 가능하게 하는 직접 설계 방법으로 두 가지 유형의 에어포일 모델 개발이다. 블레이드 요소 운동량 이론을 기반으로 유체역학적 풍력 터빈 설계에 대한 수학적 모델을 생성하고 효율을 향상시켰다. 결과적으로, CFD 시뮬레이션을 통해 고효율 에어포일 모델을 설계했고, 실험 데이터와의 비교를 통해 검증했다.

In this study, numerical analysis is conducted to understand the flow characteristics of the radial impeller with the design parameters such as the blade shape and position using the ANSYS Fluent software. The shape of blade is divided into two types, a backward curved blade and an airfoil forward curved blade. To examine the fundamental flow characteristics near the blades, a rectangular flow field is modeled and analyzed. On the other hand, for the impeller rotation analysis, the simulation is performed by modeling the rotational region separately. As a result, the airfoil forward curved blade shows higher outlet flow rate than the backward curved blade. In addition, as the depth of the impeller and the attachment angle of blade increase, the higher flow rate appears.

본 논문에서는 Co-Rotational plane beam transient analysis EDISON program(CR-보)를 이용한 에어포일 단면형상 변화 에 따른 진동특성 연구를 수행하였다. Co-Rotational 평면 보 해석은 대 회전과 작은 변형률을 갖는 보 해석에 적합하다. 항 공기의 날개를 외팔보로 가정하여, VABS를 통한 단면해석과 Fourier 변환을 통해 각 단면형상 변화에 따른 에어포일의 고 유진동수를 비교하였다. VABS를 사용하여 단면의 형상과 재료의 적층 정보를 고려한 단면에서의 유한요소 해석을 수행하 였다. 에어포일의 재질, spar 유무, 단일 등방성 재료·복합재료, 에어포일 최대두께의 변화에 따라 에어포일의 끝단 진폭과 고유진동수가 변화함을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 에어포일 고유진동수 변화는 2차 관성모멘트/단면적, 밀도, 영률의 변화에 상당한 영향을 받음을 알 수 있었다.