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유동유발진동 현상을 이용한 풍력에너지 하베스팅 장치 설계를 위한 2D CFD 기초해석
노하은(Haeun Noh),이재영(Jaeyoung Lee) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11
In this paper, 2-dimensional CFD simulation was conducted to verify whether vortex shedding frequency occurs behind the bladeless wind turbine (BWT) before testing the prototype. BWT is a wind energy harvester that uses Vortex-Induced Vibrations(VIVs) that occurs when the natural frequency of the system and the vortex shedding frequency are close. The diameter of the BWT is 52 [m m], and the wind speed range of the wind tunnel used in this research is 1 − 10 [m⁄sec], which has Reynolds number of 3.52 × 103 ≤ Re ≤ 35.19 × 10³. The simulation result showed that the vorticity appeared behind the cylinder, and it became stronger when the wind speed was increased since the pressure difference between the front and back side of the cylinder became larger. Moreover, the lift coefficient symmetrically oscillated between negative and positive values, which means the cylinder oscillates when the wind passes through.
유동유발진동 현상을 이용한 풍력에너지 하베스팅 장치 설계를 위한 2D CFD 기초해석
노하은(Haeun Noh),이재영(Jaeyoung Lee) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.11
In this paper, 2-dimensional CFD simulation was conducted to verify whether vortex shedding frequency occurs behind the bladeless wind turbine (BWT) before testing the prototype. BWT is a wind energy harvester that uses Vortex-Induced Vibrations(VIVs) that occurs when the natural frequency of the system and the vortex shedding frequency are close. The diameter of the BWT is 52 [m m], and the wind speed range of the wind tunnel used in this research is 1 − 10 [m⁄sec], which has Reynolds number of 3.52 × 103 ≤ Re ≤ 35.19 × 10³. The simulation result showed that the vorticity appeared behind the cylinder, and it became stronger when the wind speed was increased since the pressure difference between the front and back side of the cylinder became larger. Moreover, the lift coefficient symmetrically oscillated between negative and positive values, which means the cylinder oscillates when the wind passes through.
풍력에너지 하베스팅 장치에 사용되는 압전 필름의 출력 특성에 대한 수치해석
노하은(Haeun Noh),이재영(Jae Young Lee) 대한기계학회 2023 大韓機械學會論文集B Vol.47 No.6
본 연구에서는 블레이드리스 풍력에너지 하베스터에 사용되는 직사각형의 압전 필름의 출력 특성을 알아보기 위한 수치해석을 수행하였다. 블레이드리스 풍력에너지 하베스팅 장치는 바람이 단일 탄성봉에 고정되어 있는 원형 실린더를 지날 때 생기는 vortex shedding frequency와 구조물의 고유진동수가 일치할 때 생기는 공진을 에너지원으로 이용하여 발전하는 원리이다. 발전기의 프로토타입을 설계하기에 앞서 압전 필름 자체의 출력 특성을 확인하기 위해 기계적-전기적 결합 모델을 구축하였다. 해당 모델을 이용하여 풍속 0 - 8 m/sec에서의 vortex shedding frequency 범위(5 - 25 Hz)에 대한 출력 전압 및 전력을 계산하였다. 본 해석을 통해 시스템의 고유진동수가 낮을수록 전압 및 전력 출력이 커지는 것을 확인하였다. 또한, vortex shedding frequency 범위 내의 5, 10, 15, 20, 25 Hz의 고유 진동수를 가진 각각의 프로토타입에 대하여 최대 출력을 가지는 외부 저항을 도출하였다. 계산 결과, 시스템의 고유 진동수가 커질수록 전력 출력이 최대가 되는 최적 부하저항 값이 작아지는 것을 확인하였다. 5개의 고유진동수에 대해 가장 높은 전력 출력을 가지는 시스템은 고유 진동수 5 Hz, 최적 부하저항 5.57 MΩ였으며, 이때 전력출력은 1.97 × 10<SUP>-16</SUP> W이다. In this study, a numerical analysis was conducted to investigate the output characteristics of a rectangular film used in a bladeless wind energy harvester. The bladeless wind energy harvesting device generates power by using the vibration energy as an energy source, which is occurred when the natural frequency of the structure and the vortex shedding frequency that is created by the wind passing through a cylinder fixed to an elastic rod is close to each other. To confirm the output characteristics of the piezoelectric film itself before modeling a prototype, a mechanicalelectrical coupling model was constructed. Using this model, the output voltage and power were calculated for the vortex shedding frequency ranges (5 - 25 Hz), which is associated with the wind speed of 0 - 8 m/sec. Through this analysis, it was observed that the lower the natural frequency of the system, the higher the output voltage and power. In addition, the optimal load resistance for each prototype with natural frequencies of 5, 10, 15, 20, and 25Hz within the vortex shedding frequency range for maximum power output was derived. The calculation results showed that as the natural frequency of the system increased, the optimal load resistance value for the maximum power output decreased. The system with the highest power output for the five natural frequencies was the system with a natural frequency of 5Hz and the optimal load resistance of 5.57 MΩ, with the power output of 1.97 × 10-<SUP>16</SUP> W.
Athelia rolfsii 에 의한 팥 흰비단병 국내 최초 보고
최옥희,노하은,이예영,강동완,한인영,김진우 경상국립대학교 농업생명과학연구원 2024 농업생명과학연구 Vol.58 No.3
2023년 경상남도 함안 소재 재배중인 팥의 땅가 줄기에서 흰비단병 증상이 발생하였다. 병징은 팥의 땅가 줄기 아랫부분에 수침상 현상을보이다가 이후 물러지고 부패되어 서서히 시들어 포기 전체가 말라 죽었다. 땅가 줄기에서 병반부와 토양 표면에 흰색의 곰팡이가 발생하였고갈색의 작은 둥근 균핵이 많이 형성되었다. 순수 분리 및 배양을 통해 얻은 곰팡이는 감자한천배지에서 흰색을 띈 매끈한 비단결 균사를 잘 뻗었고균총 위에 갈색의 작은 둥근 균핵을 많이 형성하였다. 균핵의 크기는 1-3 mm이고 균사의 폭은 4-9 µm였다. 또한 균사에서 clamp connection이관찰되었다. 병원성 검정을 통해 최초 포장에서 발견한 동일한 병징이 발달하였고 코흐의 가설에 근거한 재분리를 수행하였다. 곰팡이를 처리하지않은 팥에서는 병징이 발달하지 않았다. 원인 곰팡이의 동정을 명확하게 위해 ITS rRNA 영역 염기서열 및 유전적 유연관계를 분석하였다. 또한종-특이적 PCR 검정을 수행하여 팥에 발생한 흰비단병 증상의 원인 곰팡이를 Athelia rolfsii로 동정하였다. 본 연구는 국내 팥 흰비단병의 최초보고이다. 또한, 흰비단병의 발생은 국내 팥 생산에 큰 위협이 될 수 있을 것이고 본 연구는 향후 팥 흰비단병 방제를 위한 전략 수립에 기초자료로사용되리라 여겨진다. In 2023, symptoms of southern blight occurred on the ground stems of small red beans cultivated at Haman area in South Korea. Symptoms of the disease appear as water-soaking to the lower part of the stem near the ground of the small red bean, which thenbecomes soft and rotted, gradually withers, and the entire plant blight and dies. White mold grew on the lesions on the stems in thesoil line, and many small, brown, round sclerotia were formed. The fungus produced smooth, white, silky hyphae on potato dextroseagar and formed numerous small, brown, round sclerotia. The size of the sclerotia was 1-3 mm, and the width of the hyphae was 4-9µm. Additionally, clamp connections were observed in the hyphae. After artificial inoculation, the same symptoms appeared as thoseoriginally discovered in the field, and re-isolation was conducted according to Koch's postulates. To clearly identify the causative fungus,the ITS rRNA region sequence, phylogenetic relationships, and Athelia rolfsii-specific PCR analysis were performed. The fungus causingsouthern blight in small red beans was identified as Athelia rolfsii. This is the first report of southern blight on small red beans inKorea. In addition, the occurrence of southern blight could pose a significant threat to domestic small red bean production, and this study is expected to be used as fundamental information to establish strategies for controlling southern blight on small red beans inthe future.