[ 청주대, 풍력에너지학술대회 우수발표상  ]

무인항공기학과 류연주 학생 주저자·손찬규 교수 지도

풍력 발전 블레이드에 충돌하는 곤충의 부착 특성 연구

청주대학교(총장 김윤배)는 무인항공기학과 류연주(3학년) 학생이 주저자로 참여한 연구성과가 ‘2023년 한국풍력에너지학회 추계학술대회’에서 우수발표상을 수상했다고 17일 밝혔다.

류연주 양은 무인항공기학과 손찬규 교수의 지도로, 민승인(덴마크공과대학 PostDoc.), 김태성(덴마크공과대학 교수)와 공동연구를 통해 ‘풍력 발전 블레이드에 충돌하는 곤충의 부착 특성 연구’란 제목의 논문을 통해 우수발표상을 수상했다.

손찬규 교수와 류연주 양은 덴마크공과대학 연구팀과 함께 풍력 발전기 블레이드에 충돌하는 곤충의 부착 특성을 컴퓨터 시뮬레이션을 활용해 예측하는 연구를 수행했다.

풍력 발전기 블레이드에 곤충이 충돌해 곤충 외골격의 강도보다 큰 충격량이 곤충에게 가해질 경우, 곤충 내부의 패놀옥시다아제와 혈구가 공기 중의 산소와 결합하면서 곤충 체액의 점도가 증가하며, 공기에 노출된 고점도의 체액으로 인해 블레이드 표면에 곤충이 점착하는 현상이 발생한다. 이는 여름철 고속도로 주행 이후 자동차의 전면에 곤충의 사체가 쌓이는 현상과 동일하다.

풍력 발전기에 곤충이 부착하는 경우 표면 거칠기의 변화로 인해 블레이드의 공기역학적 성능이 감소, 발전 효율이 최대 50%까지 감소하는 것으로 알려져 있다.

연구팀은 실험적으로 규명이 어려운 물리적인 현상을 곤충의 이동 궤적과 충돌 후의 충격량을 예측하는 최신의 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 개발해 운용 중인 풍력 발전기에 부착하는 곤충의 패턴과 표면이 곤충으로 오염되는데 걸리는 시간을 예측했으며, 연구 성과의 독창성을 인정받았다.

손찬규 교수는 “현재 확보한 연구 성과는 기술적 파급효과가 큰 연구로, 풍력 발전기 뿐만 아니라 항공기, 도심항공교통(UAM, Urban Air Mobility), 드론 등에도 동일하게 적용할 수 있는 기술이다”라며 “항공기와 드론의 표면이 곤충으로 오염되면 예상하지 못한 양력 감소로 항공기 사고가 발생할 수 있고, 이는 항공기의 운용 안전에 큰 영향을 미치게 되므로 앞으로 무인항공기학과에서 관련 연구를 지속적으로 진행하겠다”고 말했다.

풍력에너지학회 학술대회는 풍력에너지 관련 산학연의 전문가가 참여해 최신의 연구 성과를 교류하고 있다.

사진설명 : 청주대학교 무인항공기학과 손찬규 교수의 지도로 류연주(3학년) 학생(주저자), 민승인(덴마크공과대학 PostDoc.), 김태성(덴마크공과대학) 교수가 공동연구가 ‘2023년 한국풍력에너지학회 추계학술대회’에서 우수발표상을 수상했다. 사진은 류연주 학생이 수상하는 모습.


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