[고려대학교] 창의적기계설계 / A+ / 2차 Team Report

소개

"[고려대학교] 창의적기계설계 / A+ / 1차 Sketch Team Report"에 대한 내용입니다.

목차

I. Engineering Theories
A. Blade Shape 결정
B. Bending
C. 파손(Failure)
D. 좌굴 (Buckling)

II. Design 수정 사항
A. 이전 Design Model (1st Sketch Team Report)
B. 4th Consulting (4월 19일)
C. 5th Consulting (5월 3일)
D. 6th Consulting (5월 12일)

III. Final Design
A. CFD Analysis - 블레이드 개수 확정
B. Blade Shape (Chord Length & Twist angle) 확정
C. 세부적인 구조물 및 디자인
D. Overall Design Concept

IV. 부품 별 세부 사항 및 타당성 조사
A. Turbine
B. Shaft
C. Bearing
D. Support
E. 기타 부품

V. 치수 도면도

VI. CAD 모델링

VII. 부품 별 3D 모델링
A. Blade
B. Shaft
C. Gear
D. Key
E. Bolt
F. Support Structure
G. Brakets
H. Bearing Units
I. Cylinder
J. 평와셔
K. Snap Ring

VIII. Meeting Minutes

본문내용

a. 선형 블레이드 (Linear)
Chord length가 중심 부분에서 끝 부분까지 선형적으로 감소하는 블레이드의 모양이다. 즉, Blade 시작 지점과 끝 지점의 값을 통해 Blade Shape를 결정할 수 있다.

b. 비선형 블레이드 (Non-linear)
HAWT 로터 블레이드의 경우, 이상적인 Chord length가 BEMT를 통하여 계산되어 있다.

BEMT는 Blade Element Momentum Theory의 약자로, Blade Element Theory와 Momentum Theory를 결합하여 터빈 블레이드에 작용하는 국부 힘과 Rotor의 회전 속도를 계산할 수 있게 하는 것이다. Froude의 Blade Element Theory(1878)와 Betz의 Momentum - “Rankine-Froude actuator-disk” Theory(1921)의 개선을 기반으로 H. Glauert(1926)와 James F. Manwell(2010)에 의해 BEMT가 정립되었다. Wind Turbine Blade에 대한 3개의 상수(CL, λ, N)로 Chord Length와 Twist Profile linearization 등을 정의할 수 있다는 것이 그 내용 중 하나이다.

Betz는 Rankine-Froude의 “Actuator-Disk” 이론을 기반으로 Betz 한계를 설명하였으며, 관련 내용은 앞서 1st Sketch Team Report에 기술하였으므로 이번 보고서에서는 생략하기로 하였다.
BEMT는 Rotor의 Angular momentum을 설명할 수 있는데, Streamline의 내·외부 사이에는 어떤 상호작용도 없다고 가정하면(고립계) 각운동량이 보존된다는 것을 쉽게 알 수 있다. 따라서 Rotor가 유체로 인해 각운동량을 얻었다면, 동일한 크기의 반대 각운동량이 어딘가에서 발생했다는 뜻이다.

참고자료

· 없음