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다리우스 터빈 성능에 대한 가변 형상 블레이드의 영향 연구

Effect of Variable Shape Blade on the Performance of Darrieus Turbine
한국해양환경·에너지학회지 제22권 제1호, 2019.2, 1-7 (7 pages)
DOI :10.7846/JKOSMEE.2019.22.1.1
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초록
다리우스 터빈은 수직축 방식으로 대표적 유동 터빈 중 하나이나 낮은 효율, 흔들림 등 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 가변 형상 블레이드를 구현하고 이를 통한 성능 향상 여부를 개수로 실험을 통해 알아보고자 하였다. 가변 형상의 경우 가변 피치와 가변 피치-캠버가 사용되었고 가변 피치-캠버의 경우는 항공기의 플랩(flap)에 근거한 메커니즘이 고안되었다. 가변 피치와 가변 피치-캠버 두 가지 경우 모두 한계 피치각 10도에서 고정 피치와의 차이점이 두드러졌으며, 효율 증가와 낮은 TSR(tip speed ratio)로의 이동으로 성능이 향상됨을 확인하였다. 또한 가변 피치-캠버의 TSR이 피치와 캠버의 중첩 효과에 기인하여 가변 피치의 TSR보다 더 낮은 값으로 이동하는 것을 확인하였다. 본 실험 연구를 통해 가변 형상 블레이드의 성능 향상 가능성을 볼 수 있었고 향후 이에 대한 실용적인 실험 검증 연구들을 통해 다리우스 터빈의 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대된다.

The Darius turbine is one of the typical vertical axis flow turbines, but it has disadvantages such as low efficiency, shaking etc. In this study, we implemented a variable shape blade and investigated the performance improvement through open water channel experiments. Variable pitch and variable pitch-camber were chosen for the variable shape, and aircraft-flap based mechanism was devised for the variable pitch-camber. Both the variable pitch and the variable pitch-camber showed noticeable difference from the fixed pitch at the limited pitch angle of 10 degrees and the performance was improved by increasing the efficiency and moving to the lower TSR (tip speed ratio). Also, it was indicated that TSRs of the variable pitch-camber shifted to lower values than those of the variable pitch due to the superposition effect of pitch and camber. The experimental results show that the performance of the variable shape blades can be improved and the competitiveness of the Darius turbine is expected to be improved through practical experimental validation studies.

목차
요약
Abstract
1. 서론
2. 실험 방법
3. 결과 및 고찰
4. 결론
References
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