Wind Turbines

풍력터빈

기계·에너지 응용분야

블레이드부터 부유식 기초까지 풍력 해석

풍력 블레이드 공력과 복합재 구조, 드라이브트레인·기어박스 동역학, 발전기 설계, 해상 부유식 기초와 계류, 결빙까지 풍력터빈 개발을 위한 Ansys 해석 구성을 안내합니다.

풍력터빈
Overview

개요

풍력터빈은 대형화로 블레이드 길이와 타워 높이가 계속 커지고 있으며, 해상풍력은 부유식 기초로 확장되고 있습니다. 블레이드는 공력 효율과 복합재 강도·피로를 동시에 만족해야 하고, 드라이브트레인은 변동 하중에서 기어·베어링 손상을 피해야 하며, 해상 구조물은 바람과 파랑의 복합 하중을 견뎌야 합니다.

Ansys는 Fluent·CFX 로터 공력과 후류 해석, Mechanical과 Composite PrepPost(ACP)를 이용한 블레이드 복합재 구조 해석, nCode DesignLife 피로 평가, Ansys Motion 드라이브트레인 동역학, AQWA 부유체 운동과 계류 해석, FENSAP-ICE 결빙 해석을 제공합니다.

풍력터빈
Challenges

핵심 과제

01블레이드 공력·구조 설계

긴 블레이드는 공력 하중에 의한 큰 처짐과 복합재 층간 손상을 관리해야 합니다.

02피로 하중 평가

난류 바람과 회전에 의한 수억 회 이상의 반복 하중이 블레이드 뿌리와 타워 접합부에 누적됩니다.

03드라이브트레인 신뢰성

기어박스와 베어링은 변동 토크와 비틀림 진동으로 조기 손상이 발생하기 쉽습니다.

04해상 부유체와 계류

부유식 기초는 파랑·바람 복합 하중에서 운동 응답과 계류선 장력을 설계해야 합니다.

Ansys Solutions

Ansys로 이렇게 해결합니다

01로터 공력·후류 해석

Fluent·CFX로 블레이드 공력 성능, 실속, 터빈 간 후류 간섭을 해석합니다.

02복합재 블레이드 구조

Mechanical과 ACP로 적층 구성을 모델링하고 처짐, 좌굴, 층별 파손 지수를 평가합니다.

03피로 수명 평가

nCode DesignLife로 하중 시계열 기반 복합재·용접부 피로 손상을 계산합니다.

04드라이브트레인 동역학

Ansys Motion으로 유연 기어 접촉과 베어링 하중을 포함한 기어박스 동역학과 진동을 해석합니다.

05부유체·결빙 해석

AQWA로 부유식 기초의 운동과 계류 장력을 계산하고 FENSAP-ICE로 블레이드 착빙에 따른 성능 저하를 평가합니다.

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