Wind turbine airfoil design using response surface method

선효성 대한기계학회 2011 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.25 No.5

This paper describes the design of a wind turbine airfoil under various operating conditions through the use of a suitable combination of flow analysis and optimization techniques. The proposed method includes a parametric study on the influence of design variables and different design conditions on airfoil performance. The incompressible Navier-Stokes equations and the k −ε turbulence model are used to compute the aerodynamic coefficients of an airfoil. The response surface method (RSM) is applied to obtain the optimum solution of the defined objective function and the penalty term of the constraint. The influence of the design variables (change in airfoil geometry)on airfoil performance as well as the accuracy of the RSM is examined from the statistical viewpoint. Various airfoil shapes with good aerodynamic performance are obtained according to various operating conditions (change in angle of attack), objective functions (minimum of drag coefficient or maximum of lift-to-drag ratio), and constraints (the lift coefficient of a designed airfoil is higher than that of a base airfoil at a certain angle of attack).

환경영향평가에 적용되는 3차원 소음예측모델의 가이드라인 마련

선효성,최준규,박영민 한국환경연구원 2012 수시연구보고서 Vol.2012 No.-

국내 개발사업의 환경영향평가에서 사업지구 주변의 정온시설에 대한 소음영향을 평가하고 있다. 교통시설 증대와 고층 정온시설의 보편화 등으로 인해 소음환경이 복잡해지고 있는 상황에서 실제적인 소음평가를 수행할 수 있는 접근방법으로 3차원 소음예측모델의 활용이 증대되고 있다. 그러나 3차원 소음예측모델의 적용방법에 대한 가이드라인이 전무하여 그에 따른 소음평가결과의 신뢰성 확보에 의문이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 3차원 소음예측모델의 내부에 포함된 소음예측식 및 입력변수 등을 검토하여 3차원 소음예측모델을 효율적으로 적용할 수 있는 가이드라인을 모색하였다. 3차원 소음예측모델과 관련한 규정 및 사례 분석을 통해 기존 환경영향평가에서 모델적용에 의한 문제점을 파악하였다. 이를 통해 3차원 소음예측모델에 대한 구체적인 검토를 바탕으로 3차원 소음예측모델을 환경영향평가에서 효율적으로 적용할 수 있는 가이드라인의 필요성을 언급하였다. 환경영향평가에서 3차원 소음예측모델을 효율적으로 적용하기 위한 방안을 모색하기 위해 도로소음을 대상으로 SoundPLAN, Cadna-A, IMMI 상용프로그램을 적용하였다. 이러한 프로그램을 활용하여 도로소음 예측식, 도로소음원 입력자료, 방음벽 및 건물과 관련한 입력자료 등을 근거로 3차원 소음예측모델 구현을 통한 소음예측결과를 비교·검토하였다. 소음예측결과의 비교·검토를 바탕으로 3차원 소음예측모델을 도로소음평가에 적용하기 위한 방안을 제안하였다. The noise impact of the residential facility around a development region is assessed in EIA. As noise environment is complicated due to the increase of a transportation facility and the generalization of a high-rise building, the application of 3-D noise prediction model is increasing as a tool for performing actual noise assessment. However, because the guideline for 3-D noise prediction model does not exist, the reliability of the noise assessment results generated by 3-D noise prediction model is under discussion. Therefore, this study is focused on the development of a guideline for 3-D noise prediction model through the examination of prediction equation and input data in 3-D noise prediction model. In order to find the application plan of 3-D noise prediction model for EIA, The SoundPLAN, Cadna-A, and IMMI commercial programs (3-D noise prediction models) are adopted for road noise. The noise prediction results of three noise prediction models are compared in road noise prediction equation, road noise source input data, barrier and building input data, etc. Based on above comparison results, this paper suggests a guideline for application of 3-D noise prediction model in road noise assessment.

저주파 소음 환경영향평가 개선방안

선효성 한국환경정책평가연구원 2020 환경포럼 Vol.242 No.-

저주파 소음의 건강영향에 대한 중요성으로 인해 저주파 소음의 발생에 따른 피해 및 민원 등이 이슈화되면서 최근 저주파 소음관리의 필요성이 증가되고 있다. 이러한 현황을 고려할 때 사전예방적 차원을 고려하여 환경영향평가의 단계에서 다양한 저주파소음 발생원의 특성을 고려한 평가방안 마련을 통해 저주파 소음관리의 효율성을 증진시키는 노력이 요구된다. 이러한 관점에서 본고에서는 저주파 소음 평가의 국내외 동향 분석을 바탕으로 저주파 소음의 환경영향평가 개선방안을 모색하였다.

Noise map을 활용한 환경소음의 관리방안 마련

선효성,박영민,이민주 한국환경정책평가연구원 2009 기본연구보고서 Vol.2009 No.-

Noise map을 활용한 환경소음의 관리방안 마련

선효성,박영민,이민주 한국환경정책평가연구원 2009 한국환경정책평가연구원 연구보고서 Vol.2009 No.8

대도시의 주요 환경문제 중 하나인 소음은 이제 우리에게 낯설지 않은 환경문제로 생활 주변에 깊숙이 자리잡았다. 소음으로 인한 분쟁은 해가 갈수록 점점 심각해지고 있는 상황이며 건설공사장 및 교통시설 등으로 인한 아파트와 주택 등에서의 소음피해가 대부분을 차지하고 있다. 이러한 환경소음의 발생으로 인한 영향을 파악하고 그에 따른 관리를 수행하기 위해서 현장측정을 통한 방법을 주로 적용하고 있다. 하지만 정확한 소음 분포를 파악하기 위해서는 많은 시간과 비용이 들고 현장측정을 통한 소음데이터는 도로교통소음 등을 포함한 다양한 소음원의 영향을 내포하고 있으므로 측정자료의 분석만으로 현재의 소음 상황을 대표하고 있는 주요 소음원을 구분하여 그에 따른 저감방안을 수립하는데 어려움이 있다. 또한 최근에는 개발지역에 대한 입지 및 계획의 타당성을 입증하는 일에 관심이 높아지고 있으며 이러한 과정에서 개발계획의 시행으로 발생할 가능성이 있는 환경소음의 영향을 미리 예측하여 그로 인한 피해를 사전에 예방할 수 있는 대응방안을 수립하는 일은 매우 중요하다. 따라서 광역적인 관점에서 환경소음의 영향을 파악하고 그에 따른 대책을 수립할 수 있는 관리방안의 마련이 필요하며 환경소음관리의 일환으로서 현재뿐만 아니라 개발계획 등으로 인한 향후 환경소음의 문제를 인식하고 해결할 수 있는 대안 중의 하나가 소음지도의 활용이다.

항공기소음의 영향예측기법 개선방안

선효성,박영민 한국환경정책평가연구원 2006 기본연구보고서 Vol.2006 No.-

환경소음의 영향평가

선효성 한국소음진동공학회 2014 소음 진동 Vol.24 No.2

Numerical study of hydrofoil geometry effect on cavitating flow

선효성 대한기계학회 2012 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.26 No.8

This paper describes the influence of geometrical parameters on the hydrofoil performance in non-cavitating and cavitating flows. The two-phase incompressible Navier-Stokes solver is used to compute the hydrofoil performance in two operating conditions. The new hydrofoil useful for performance improvement is obtained through the optimization design with RSM and the application of nose-drooping geometry. In the optimization design with the response surface model between hydrofoil performance and hydrofoil geometry, it is observed that the design concept of maximum lift-to-drag ratio is appropriate for the improvement of hydrofoil performance. The application of nose-drooping design concept results in the increase of hydrofoil performance in non-cavitating and cavitating flows.

원심압축기의 공력소음 저감에 관한 설계연구 Part II

선효성,이수갑 한국소음진동공학회 2004 한국소음진동공학회 논문집 Vol.14 No.10

The numerical methods including the performance analysis and the noise prediction of the centrifugal compressor impeller are coupled with the optimization design skill, which consists of response surface method, statistical approach, and genetic algorithm. The flow-field Inside of a centrifugal compressor is obtained numerically by solving Wavier-Stokes equations. and then the propagating noise is estimated from the distributed surface pressure by using Ffowcs Williams-Hawkings formulation. The quadratic response surface model with D-optimal 3-level factorial experimental design points is constructed to optimize the impeller geometry for the advanced centrifugal compressor. The statistical analysis shows that the quadratic model exhibits a reasonable fitting quality resulting in the impeller blade design with high performance and low far-field noise level. The influences of selected design variables, objective functions, and constraints on the impeller performance and the impeller noise are also examined as a result of the optimization process.

저주파 소음의 환경영향평가를 위한 기초 연구

선효성 한국환경정책평가연구원 2019 한국환경정책평가연구원 기초연구보고서 Vol.2019 No.-

■ 연구의 주요 내용 ○ 저주파 소음의 건강영향에 대한 중요성으로 인해 저주파 소음의 발생에 따른 피해 및 민원 등이 이슈화되면서 환경부의 「저주파 소음 관리 가이드라인」을 통한 저주파 소음 관리의 필요성이 증가되고 있음 ○ 환경영향평가의 경우 사전 예방적 차원을 고려하여 다양한 저주파 소음 발생원의 특성을 고려한 평가방안 마련을 통해 저주파 소음 관리의 효율성을 증진시키는 것이 필요함 ○ 이러한 관점에서 본 연구에서는 저주파 소음 평가의 국내외 동향 분석을 바탕으로 저주파 소음의 환경영향평가 접근 방향을 모색하였음 ○ 저주파 소음 평가와 관련한 국외의 규정이나 적용 사례 등을 분석한 결과, 저주파 소음의 측정방법 규정, 개발계획 수립에 따른 저주파 소음 영향을 예측하기 위한 데이터 축적 및 기법 개발, 저주파 소음 저감을 위한 다양한 관점의 연구 진행 등의 경향을 보여주고 있음 ○ 이러한 국외 사례 검토를 통해 국내의 환경영향평가 단계에서도 저주파 소음 평가의 적정성 확보를 위한 단계별(현황조사, 영향예측, 저감대책 등) 평가방안 마련을 위한 지속적인 연구가 필요함 - 현황조사: 저주파 소음 측정방법 가이드라인 등 - 영향예측: 저주파 소음원별 음향파워레벨 데이터 축적 및 분석, 저주파 소음원별 평가기준 검토, 저주파 대역을 고려한 저주파 소음 예측기법 개발 등 - 저감대책: 저주파 소음 저감대책에 대한 다양한 대안 수립 및 소음 저감효과 검토 등 ■ 정책 제안 ○ 「저주파 소음 관리 가이드라인」을 뒷받침할 수 있는 후속 규정 및 가이드라인 필요 ○ 저주파 소음 영향 평가 및 대책 수립의 근거 마련을 위한 관련 연구 개발 필요 ○ 저주파 소음으로 인한 건강영향 규명 및 해결을 위한 지속적인 연구 개발 필요