[고려대학교] 창의적기계설계 A+ / 1차 개인 리포트 / Wind Turbine & Speed Reducer

소개

"[고려대학교] 창의적기계설계 A+ / 1차 개인 리포트 / Wind Turbine & Speed Reducer"에 대한 내용입니다.

목차

1. 프로젝트 설계 목표 설정

2. Existing Model Analysis & Theory Research
1) HAWT vs. VAWT
2) Lift & Drag
3) Reynolds Number & Turbulent flow
4) Betz’s Law (Betz Limit)
5) Gear Types
6) Gear Design

3. Brainstorming & Concept Sketch
1) Turbine
2) Gear Box
3) Shaft
4) Support
5) Ideas for Changing Pitch Angle & Gear Ratio

4. Final Design Sketch
1) Overall Design Sketch
2) Shaft
3) Support
4) Hub
5) Gear

5. Team Meeting by Zoom

6. TA & Prof. Consulting

7. Modeling
1) 2D & 3D CAD Modeling
2) Final Modeling

본문내용

이번 2021년 ‘창의적기계설계:캡스톤디자인’의 설계 목표는 1~10 m/s의 uniform flow에서 활발하게 작동하는 Wind Turbine과 Gear Box를 설계하는 것이다. Blower에서 나오는 바람에 의해 작동하는 것을 가정하던 이전 프로젝트와는 달리 1, 4, 7, 10 m/s의 균일한 유속이라는 Boundary Condition을 설정할 수 있었다.
또한, 2020 Team Project의 최종 목표였던 도르래를 통해 물체를 들어올리는 것 과는 달리 이번 Team Project의 최종 목표는 팀 내에서 각자 설정해 ①Power Generator 방식과 ②Windmill 방식 중에서 택하는 것이었다.
따라서 3팀의 이번 Team Project의 최종 목표는 전년과 동일한 상황을 가정하여 Windmill 방식으로 Output Condition을 설계해 Torque를 증폭시키는 것이라 할 수 있다.
이를 위해 설계에 중점을 둬야 할 부분을 크게 ①Turbine, ②Gear Box, ③Shaft and Support Structure의 3 부분으로 나누기로 하였다.
먼저 ①Turbine에서는 1~10 m/s의 낮은 풍속에도 작동할 수 있도록 Wind Power를 효율적으로 전환하는 것이 주요 목표라 할 수 있다. 또한 ②Gear Box에 서는 Rotor에서 전달된 돌림힘을 감속 기어(Speed Reducer)를 통해 증폭시키는 것이 주요 목표이며, 마지막으로 ③Shaft and Support Structure에서는 축 하중 및 전단 응력 등을 잘 견디고 마찰을 줄여 손실을 최소화할 수 있는 디자인을 설 계하는 것이 주요 목표라 할 수 있다.

참고자료

· 없음