KR101730821B1 - Modeling method for wind blade and apparatus using thereof - Google Patents

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강기원
오석형
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군산대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method of modeling a wind power blade and an apparatus for modeling using the same. The method of modeling a wind power blade by the modeling apparatus includes the steps of: receiving at least two pieces of airfoil data indicating a cross section of the wind power blade for each part; analyzing the inputted airfoil data to arrange the airfoil data for each part in the longitudinal direction of the wind power blade; generating a single wind power blade model according to a first modeling standard by collecting the arranged airfoil data for each part; and converting the generated wind power blade model into a second modeling standard adopted by a three-dimensional modeling software through a coordinate conversion operation.

Description

풍력 블레이드의 모델링 방법 및 그 방법에 따른 모델링 장치{Modeling method for wind blade and apparatus using thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a modeling method for a wind turbine blade,

본 발명은 풍력 발전에 관한 것으로서, 특히 풍력 터빈 블레이드의 해석 및 설계와 연계하여 블레이드를 모델링하는 모델링 방법, 그 방법을 기록한 기록매체 및 그 방법에 따른 모델링 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a modeling method for modeling a blade in conjunction with analysis and design of a wind turbine blade, a recording medium on which the method is recorded, and a modeling device according to the method.

최근 산업 발전으로 인한 환경오염과 화석에너지 고갈에 대한 우려와 함께 친환경적 신재생에너지에 대한 관심이 높아지면서 이에 대한 개발과 투자가 증가해 왔다. 그 중에서도 특히 풍력 발전은 가장 활발하게 연구/개발이 이루어지는 분야로 그 기술력과 이용률은 해마다 증가하고 있는 실정이다. 이러한 풍력 발전기는 로터(rotor)와 같은 회전체를 이용하여 풍력 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력을 생산하는 장치로, 화석연료 대체 효과가 크고, 전기시설 보급이 어려운 낙후 지역에 경제성 있는 전력 보급이 가능하도록 하는 이점이 있어 에너지 분야에서 그 적용이 확장되고 있다.Recently, as concerns about environmental pollution and depletion of fossil energy due to industrial development have increased, interest in environmentally friendly new and renewable energy has increased and development and investment have increased. In particular, wind power generation is one of the most active areas for research and development, and its technology and utilization rate are increasing each year. Such a wind turbine generator is a device for generating electric power by converting wind energy into electric energy by using a rotating body such as a rotor. It is effective in replacing fossil fuel and providing economical power supply in a backward region where electric facilities are difficult to supply And the application is expanding in the energy field.

일반적으로 풍력 발전기는 풍향에 따라 위치가 변화되도록 후미에 방향타가 마련된 동체가 지주의 상부에 설치되고, 동체의 선단에는 로터가 회전 가능하게 설치며, 로터의 회전에 의해 발생된 유도기전력을 축전지에 저장하는 구조를 가진다. 풍력 발전기의 로터는 블레이드(blade)와 허브로 이루어지고, 허브에 구동 장치를 설치하여 블레이드의 피치각을 조정하며, 블레이드는 단면이 익형으로 구성되고 루트부에서 선단부로 가면서 그 단면 형상이 연속적으로 변화되는 형상을 가진다.Generally, the wind turbine generator is installed on the upper part of the support so that the position is changed according to the wind direction, and the rotor is rotatably installed at the tip of the fuselage. The induced electromotive force generated by the rotation of the rotor is stored in the battery . The rotor of the wind turbine is made up of a blade and a hub, and a driving device is provided on the hub to adjust the pitch angle of the blade. The blade has a cross section of an airfoil, and has a cross-sectional shape continuously from the root portion to the tip portion It has a changing shape.

바람에 의해 블레이드에는 양력과 항력이 작용하게 되는데, 바람으로 인한 항력에 기반하는 항력형 풍력 발전기는 그 회전 속도가 바람의 속도를 넘을 수 없는데 반해, 날개에서 발생하는 양력에 기반하는 양력형 풍력 발전기는 풍속보다 빠른 속도로 회전이 가능하여 풍력 발전기의 고효율, 대형화 추세에 맞추어 적용되고 있다.Wind and drag force and drag force on the blade, the drag-based wind power generator based on the drag due to the wind can not exceed the wind speed, while the lift type wind power generator based on the lift generated from the wing Can be rotated at a speed faster than the wind speed, which is applied to the trend of high efficiency and large size of the wind power generator.

블레이드 회전 시 생성되는 2차유동영역, 와류 및 방사방향 기류의 형태 전환에 의해 풍력 발전기의 성능 향상을 구현할 수 있는 블레이드 형상 개발에 대한 노력이 요구되고 있으며, 특히 설계된 블레이드의 시뮬레이션 결과에 따라 설계의 변화가 용이한 모델링 방법론 또한 주요 이슈 중 하나이다.It is required to develop a blade shape capable of improving the performance of the wind turbine by changing the shape of the secondary flow region, vortex flow and radial flow generated during the rotation of the blade. In particular, according to the simulation result of the designed blade, A modeling methodology that is easy to change is also one of the major issues.

이하에서 소개되는 선행기술문헌은 정격풍속에서의 블레이드의 출력 효율이 향상될 수 있는 블레이드의 에어포일 구조에 관한 기술을 기재하고 있으나, 여전히 이러한 설계 방법을 실제 블레이드 설계에 용이하게 반영하거나 수정할 수 있는 기술적 수단에 관해서는 제시하지 못하고 있다.Although the prior art documents described below describe a technique relating to the airfoil structure of the blades in which the output efficiency of the blades at rated wind speed can be improved, it is still possible to easily reflect or modify such design methods in actual blade designs Technical measures are not presented.

한국특허공개공보 제2013-0097515호, 2013년09월03일 공개, 전북대학교산학협력단Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0097515, published on September 03, 2013, Chonbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래에 풍력 블레이드를 설계하는 모델링 방법이 숙련된 작업자에 의한 3차원 모델링 구현에 의존함으로써 많은 작업 시간이 소요되는 비효율이 발생하는 문제점을 해결하고, 미숙련자에 의해 모델링으로 인해 실제 제품과의 비정확성, 설계된 모델의 깨짐 현상, 설계변경 대응 미숙에 따른 부작용을 해소하며, 잦은 설계변경에 따른 반복적인 모델링 과정에서 생산성이 저하되는 한계를 극복하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to solve the problem that a modeling method for designing a wind turbine blade relies on a three-dimensional modeling implementation by a skilled worker, In order to overcome the limitations of productivity degradation in repetitive modeling process due to frequent changes of design due to inaccuracy with actual products, breakage of designed models, and adverse effects due to inadequacy of design changes due to modeling.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 하나의 처리기(processor)를 구비하여 좌표 변환 연산을 수행하는 모델링 장치가 풍력 블레이드를 모델링하는 방법은, 모델링 장치가 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 적어도 둘 이상의 에어포일(airfoil) 데이터를 입력받는 단계; 상기 모델링 장치가 입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치하고, 배치된 상기 구간별 에어포일 데이터를 취합하여 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하는 단계; 및 상기 모델링 장치가 생성된 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 좌표 변환 연산을 통해 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 제 2 모델링 규격으로 변환하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of modeling a wind turbine blade, the modeling device including at least one processor according to an embodiment of the present invention, Receiving at least two airfoil data representative of a cross-section of the airfoil; The modeling device analyzes the inputted airfoil data, arranges the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the windpower blade, collects the arranged airfoil data for each section, and obtains one windblade blade model ; And converting the one wind turbine blade model generated by the modeling device into a second modeling standard adopted by the three-dimensional modeling software through a coordinate conversion operation.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법에서, 상기 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리(geometry) 데이터 집합이 각각의 구간별로 독립적으로 분리되며, 하나의 구간을 형성하는 지오메트리 데이터 집합은 개별적이고 선택적으로 관리될 수 있다.In the method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment, the airfoil data includes a geometry data set expressing a cross-section of a wind turbine blade of each section independently separated for each section, and the geometry data The dataset can be managed individually and selectively.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법에서, 상기 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델은, 좌표 해석에 따라 배치된 복수 개의 구간별 풍력 블레이드의 단면을 풍력 블레이드의 길이 방향을 따라 공간적으로 연결함으로써 생성된다.In one method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment, a single wind turbine blade model according to the first modeling standard may have a cross section of a plurality of wind turbine blades arranged according to the coordinate analysis spatially along the longitudinal direction of the wind turbine blades Lt; / RTI >

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법에서, 상기 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터로서, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 정보, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 너비 정보 및 비틀림 각도를 포함할 수 있다. 또한, 상기 각 구간의 위치 정보 및 상기 각 구간의 너비 정보는, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 상대적인 비율로서 설정될 수 있다.In the method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment, the airfoil data is geometry data expressing a cross section of a wind turbine blade for each section, including position information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, The width information of each section and the twist angle. In addition, the positional information of each section and the width information of each section may be set as a relative ratio to the entire length of the wind turbine blade.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법에서, 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하는 단계는, 풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹(shear web)의 위치 정보를 입력받아 상기 풍력 블레이드 내부에 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 쉬어 웹의 개수는 풍력 블레이드의 종류에 따라 조정될 수 있다.In the method of modeling a wind turbine blade according to an exemplary embodiment, the step of generating the one wind turbine blade model may include a step of receiving position information of a shear web indicating a structure inside the wind turbine blade, Step < / RTI > In addition, the number of the sheer webs can be adjusted according to the type of wind turbine blades.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법은, 변환된 풍력 블레이드 모델 데이터를 상기 3차원 모델링 소프트웨어를 통해 독출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment may further include reading the converted wind turbine blade model data through the three-dimensional modeling software.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법에서, 상기 3차원 모델링 소프트웨어는, CATIA, UG NX, Inventor 및 Solidworks 중 적어도 하나일 수 있다.In a method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment, the 3D modeling software may be at least one of CATIA, UG NX, Inventor, and Solidworks.

나아가, 이하에서는 상기 기재된 풍력 블레이드의 모델링 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.Furthermore, a computer-readable recording medium on which a program for executing the method of modeling a wind turbine blade described above is stored in a computer is provided below.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 적어도 둘 이상의 에어포일(airfoil) 데이터를 입력받는 입력부; 에어포일 데이터를 해석하고 좌표 변환 연산을 수행하는 모델링 프로그램을 저장하는 메모리; 및 상기 모델링 프로그램을 구동하는 적어도 하나의 처리기(processor)를 포함하되, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치하고, 배치된 상기 구간별 에어포일 데이터를 취합하여 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하며, 생성된 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 좌표 변환 연산을 통해 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 제 2 모델링 규격으로 변환한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for modeling a wind turbine blade, comprising: an input unit for receiving at least two airfoil data expressing a cross section of each wind turbine blade; A memory for storing a modeling program for interpreting the airfoil data and performing a coordinate transformation operation; And at least one processor for driving the modeling program, wherein the modeling program stored in the memory analyzes the inputted airfoil data, arranges the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the windpower blade, Dimensional wind turbine blade model according to the first modeling standard is collected by collecting the deployed airfoil data for each section and the generated windfoil blade model is collected by the second modeling standard, Convert to modeling specification.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치에서, 상기 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리(geometry) 데이터 집합이 각각의 구간별로 독립적으로 분리되며, 하나의 구간을 형성하는 지오메트리 데이터 집합은 개별적이고 선택적으로 관리될 수 있다.In the modeling apparatus for a wind turbine blade according to an embodiment, the airfoil data includes a geometry data set expressing a cross-section of a wind turbine blade for each section independently separated for each section, and the geometry data The dataset can be managed individually and selectively.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치에서, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 좌표 해석에 따라 배치된 복수 개의 구간별 풍력 블레이드의 단면을 풍력 블레이드의 길이 방향을 따라 공간적으로 연결함으로써, 상기 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성한다.In the modeling device of a wind turbine blade according to an embodiment, the modeling program stored in the memory spatially connects the cross sections of the plurality of wind turbine blades arranged in accordance with the coordinate analysis along the longitudinal direction of the wind turbine blades, Create one wind blade model according to the modeling standard.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치에서, 상기 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터로서, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 정보, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 너비 정보 및 비틀림 각도를 포함할 수 있다. 또한, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 상대적인 비율로서 상기 각 구간의 위치 정보 및 상기 각 구간의 너비 정보를 설정할 수 있다.In the modeling apparatus for a wind turbine blade according to an embodiment, the airfoil data is geometry data expressing a cross section of a wind turbine blade for each section, which includes position information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, The width information of each section and the twist angle. The modeling program stored in the memory may set position information of each section and width information of each section as a ratio relative to the total length of the wind turbine blades.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치에서, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹(shear web)의 위치 정보를 입력받아 상기 풍력 블레이드 내부에 배치할 수 있다. 또한, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 풍력 블레이드의 종류에 따라 상기 쉬어 웹의 개수를 조정할 수 있다.In the modeling apparatus for a wind turbine blade according to an exemplary embodiment, the modeling program stored in the memory may receive position information of a shear web indicating a structure inside the wind turbine blade, and may be disposed inside the wind turbine blade. In addition, the modeling program stored in the memory can adjust the number of sheared webs according to the type of the wind blades.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치에서, 상기 3차원 모델링 소프트웨어는, CATIA, UG NX, Inventor 및 Solidworks 중 적어도 하나일 수 있다.In a modeling apparatus for a wind turbine blade according to an embodiment, the 3D modeling software may be at least one of CATIA, UG NX, Inventor, and Solidworks.

일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치에서, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터 집합을 각각 하나의 행으로서 표현하여 디스플레이 장치에 표시하고, 하나의 행으로 정의되는 풍력 블레이드의 단면을 시각화하여 별도의 영역에 표시하는 UI(user interface)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 상기 하나의 행을 구성하는 지오메트리 데이터 집합별로 에어포일 데이터를 독립적으로 추가, 수정 또는 삭제할 수 있다.In the modeling device of the wind turbine blade according to the embodiment, the modeling program stored in the memory may be configured to interpret the input airfoil data to represent each set of geometric data expressing a cross section of each wind turbine blade as one row, And a UI (user interface) for displaying on the device and visualizing a cross section of the wind turbine blade defined by one row and displaying the cross section on a separate area. In addition, the modeling program stored in the memory may independently add, modify, or delete airfoil data for each set of geometry data that constitutes the one row.

본 발명에 따르면, 복수 개의 지오메트리 정보 집합을 포함하는 파일 포맷과 연동되어 대량의 지오메트리 정보를 한 번에 입력받은 후 에어포일 데이터와 쉬어 웹 데이터 각각을 블레이드의 종류와 설계/분석 결과에 따라 개별적으로 관리할 수 있으므로 쉽고 빠른 설계 변경에 대응할 수 있으며, 이력에 따른 모델링 형상 관리가 가능하며, 최종적으로 범용 3차원 모델링 소프트웨어에 호환되는 파일 포맷으로 변환된 블레이드 모델을 생성함으로써 풍력 블레이드 생산 과정에서 연계된 데이터의 공유 및 협업에 따른 생산성을 향상시킨다.According to the present invention, after a large amount of geometry information is input at a time in cooperation with a file format including a plurality of sets of geometry information, airfoil data and sheer web data are individually It is possible to manage the modeling configuration according to the history, and finally, by generating the blade model converted into the file format compatible with the general-purpose three-dimensional modeling software, Improves productivity through data sharing and collaboration.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 모델링 방법에서 하나의 풍력 블레이드 모델링 생성하는 과정을 보다 구체적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법을 구현한 소프트웨어 프로토타입(prototype)의 GUI(graphic user interface)를 예시한 도면이다.
도 4는 구간별 풍력 블레이드의 단면을 정의하는 지오메트리(geometry) 데이터에 포함된 각 항목을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 4의 지오메트리 데이터가 블레이드를 통해 표현되는 속성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3의 GUI에서 에어포일(airfoil) 데이터를 관리하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 도 3의 GUI에서 쉬어 웹(shear web) 데이터를 관리하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 쉐어 웹 데이터를 구성하는 각 항목이 블레이드를 통해 표현되는 속성을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 3의 GUI를 통해 최종적으로 변환된 3차원 블레이드 모델을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치를 도시한 블록도이다.
1 is a flowchart illustrating a method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a process of generating one wind turbine blade modeling in the modeling method of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a GUI (software user interface) of a software prototype implementing a method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining each item included in geometry data defining a cross section of a wind turbine blade for each section.
FIGS. 5 and 6 are views for explaining attributes of the geometry data of FIG. 4 represented through the blades.
7 is a diagram showing an example of a method of managing airfoil data in the GUI of Fig. 3. Fig.
8 is a diagram showing an example of a method of managing shear web data in the GUI of Fig.
FIG. 9 is a diagram for explaining attributes of each item constituting the share web data of FIG. 8 through a blade.
FIG. 10 is a diagram illustrating a three-dimensional blade model finally transformed through the GUI of FIG. 3. FIG.
11 is a block diagram illustrating a modeling apparatus for a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서, 풍력 블레이드 설계와 관련한 기존의 모델링 방법에서 발생하는 문제점들을 개괄적으로 살펴보고, 이들 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 실시예들이 채택하고 있는 기술적 수단을 순차적으로 소개하도록 한다.Prior to describing the embodiments of the present invention, the problems occurring in the existing modeling method related to the design of a wind turbine blade are briefly reviewed, and the technical means employed by the embodiments of the present invention to solve these problems are sequentially described Introduction.

소프트웨어에 기반한 종래의 풍력 블레이드 모델링 기술 분야에서, 풍력 블레이드에 대한 3차원 모델링은 모델링 숙련자가 3차원 상용 프로그램을 통하여 수행하여 왔다. 모델링 숙련자는 모델링을 위해 블레이드 지오메트리 데이터(geometry data)를 수집하고 수집된 데이터를 바탕으로 3차원 공간에서 좌표계, 각도, 위치를 결정하고 로프트 또는 스윕 기능을 활용하여 선형 서피스(surface) 형상을 구현한다. 이러한 과정에 수반되는 통상적인 작업 시간은 약 1~2일 정도 소요되며, 설계가 변경되는 경우 이와 같은 작업을 반복적으로 수행하게 된다.In the field of conventional wind turbine blade modeling technology based on software, three-dimensional modeling of wind turbine blades has been carried out by a modeling expert through a three-dimensional commercial program. Modeling Experts gather blade geometry data for modeling and determine a coordinate system, angle, and position in a three-dimensional space based on the collected data, and use a loft or sweep function to create a linear surface geometry . Typical working time for this process takes about 1 ~ 2 days, and when the design is changed, this operation is repeatedly performed.

블레이드 형상을 구현하기 위한 또 다른 방법은 3차원 측정기(예를 들어, 3차원 스캐너가 될 수 있다.)를 이용할 수 있다. 이 방법은 기 제작된 블레이드 형상, 스캐너 장비가 요구되며 통상 작업 시간은 약 1~2일 정도 소요된다. 또한 숙련된 장비 사용자가 있어야 하며, 측정 각도, 거리에 따라서 형상 데이터에 대한 정밀도가 결정된다.Another way to implement the blade shape is to use a three-dimensional measuring device (e.g., a three-dimensional scanner). This method requires the manufactured blade shape and scanner equipment and usually takes about 1-2 days. There must also be a skilled user, and the accuracy of the shape data is determined by the measurement angle and distance.

상기 기술된 바와 같이 숙련된 작업자에 의한 3차원 모델링 구현 방법은 많은 작업 시간이 소요되므로 비효율적이며, 실제 제품과의 비정확성, 깨짐 현상, 설계변경 대응 미숙 등의 문제가 발생될 수 있다. 따라서, 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들은 상기된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 블레이드 지오메트리 데이터, 예를 들어 에어포일(airfoil) 정보, 비틀림 각, 쉬어 웹(shear web) 위치 등을 바탕으로 자동화된 프로그램에 의해 신속성, 정확성, 형상변경 용이성 등을 갖춘 소프트웨어를 제공하고자 한다.As described above, the 3D modeling implementation by a skilled worker is inefficient because it takes a lot of time, and problems such as inaccuracy with respect to actual products, breakage, and inadequacy in response to design changes may occur. Therefore, embodiments of the present invention described below are devised to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for generating bladed geometry data such as airfoil information, a twist angle, a shear web position, To provide software with speed, accuracy, and ease of shape change by automated programs.

이를 위해 본 발명의 실시예들은 다음과 같은 기능적 요건을 만족시켜야만 한다.To this end, embodiments of the present invention must satisfy the following functional requirements.

(1) 대량 데이터의 호출 및 해석: 예를 들어, 엑셀(Excel)과 같이 구분자로 분리된 대량의 데이터 집합을 저장하는 파일과 상호 연동을 통해 블레이드의 지오메트리 데이터를 입력받을 수 있어야 한다.(1) Calling and interpreting large amounts of data: For example, it is necessary to be able to receive the blade's geometry data through interworking with a file that stores a large amount of data sets separated by delimiters, such as Excel.

(2) 에어포일 데이터의 관리: 입력된 에어포일 데이터는 블레이드의 구간별로 선택적 입력, 수정 및 삭제가 가능해야 한다.(2) Management of airfoil data: The input airfoil data should be able to selectively input, modify, and delete the blade's section.

(3) 쉬어 웹 데이터의 관리: 대량 데이터 파일과 연동되며 블레이드의 종류에 따라 쉬어 웹의 개수를 결정하고 위치 지정 및 변경이 가능해야 한다.(3) Management of resting web data: It is interlocked with the mass data file, and it should be able to determine the number of webs according to the kind of blades, and to position and change them.

(4) 상용 3차원 모델링 프로그램과의 연동: 상용 3차원 모델링 소프트웨어, 예를 들어, CATIA, UG NX, Inventor 및 Solidworks 등과 연동되어, 각각의 구간별 모델링 데이터를 일일이 설계하지 않고, 변환된 데이터의 로드(load)를 통해 정확한 모델링의 구현이 가능해야 한다.(4) Interworking with commercially available three-dimensional modeling program: Interoperating with commercially available three-dimensional modeling software such as CATIA, UG NX, Inventor, and Solidworks to design modeling data for each section, Loads must be able to implement accurate modeling.

이러한 기능적인 목표 아래, 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the following description and the accompanying drawings, detailed description of well-known functions or constructions that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. Incidentally, throughout the specification, " including " means not including other elements unless specifically stated to the contrary, it may include other elements.

또한, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.Also, the terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprise", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

특별히 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be construed as meaning consistent with meaning in the context of the relevant art and are not to be construed as ideal or overly formal in meaning unless expressly defined in the present application .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법을 도시한 흐름도로서, 구현의 관점에서 본 풍력 블레이드를 모델링하는 방법은, 적어도 하나의 처리기(processor)를 구비하여 좌표 변환 연산을 수행하는 모델링 장치를 통해 수행될 수 있다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention. In the method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention, at least one processor is used to perform a coordinate transformation operation Lt; / RTI > modeling device.

S110 단계에서, 모델링 장치는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 적어도 둘 이상의 에어포일(airfoil) 데이터를 입력받는다. 에어포일은 사용 목적에 따라 다양한 형태로 설계가 가능하며, 본 발명의 실시예들이 활용되는 분야인 풍력 발전용 블레이드에 관해 공개된 에어포일 역시 다수 존재한다. S110 단계를 통해 입력되는 에어포일 데이터는 단일 데이터가 아니라 하나의 풍력 블레이드를 구성하는 다수의 블레이드 단면에 관한 정보들로 구성되며, 이는 블레이드의 길이 방향을 따라 일정 길이마다 구간의 단면을 정의한 데이터의 집합으로 표현될 수 있다.In step S110, the modeling apparatus receives at least two airfoil data expressing a cross section of the wind blade of each section. The airfoil can be designed in various forms depending on the purpose of use, and there are also a number of airfoils disclosed for a blade for wind power generation in which embodiments of the present invention are utilized. The airfoil data input through step S110 is not single data but consists of information about a plurality of blade cross sections constituting one wind turbine blade, Can be expressed as a set.

특히, 본 발명의 실시예들이 입력받는 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리(geometry) 데이터 집합이 각각의 구간별로 독립적으로 분리되며, 하나의 구간을 형성하는 지오메트리 데이터 집합은 개별적이고 선택적으로 관리되는 것이 바람직하다.Particularly, in the airfoil data to which the embodiments of the present invention are input, a geometry data set expressing a cross section of each wind turbine blade is independently divided for each section, and a geometry data set for forming one section It is preferable to be individually and selectively managed.

S120 단계에서, 상기 모델링 장치는, S110 단계를 통해 입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치하고, 배치된 상기 구간별 에어포일 데이터를 취합하여 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성한다. 여기서, S120 단계를 통해 생성되는 상기 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델은, 좌표 해석에 따라 배치된 복수 개의 구간별 풍력 블레이드의 단면을 풍력 블레이드의 길이 방향을 따라 공간적으로 연결함으로써 생성되는 것을 의미한다. 또한, 제 1 모델링 규격이란 범용 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 규격이 아닌, 풍력 블레이드의 길이 방향을 따라 순차적으로 배치되는 복수 개의 에어포일 데이터의 형태와 위치를 정의하고 관리하기에 용이하도록 설계된 모델링 규격을 의미하며, 그 원시 데이터의 입력은 앞서 기술한 S110 단계를 통해 이루어지게 된다.In step S120, the modeling device analyzes the airfoil data input through step S110, arranges the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the wind turbine blade, collects the arranged airfoil data for each section, Create one wind blade model according to the modeling standard. Here, one wind turbine blade model according to the first modeling standard generated through step S120 is generated by spatially connecting the cross sections of the plurality of wind turbine blades arranged according to the coordinate analysis along the longitudinal direction of the wind turbine blades . The first modeling standard is not a specification adopted by the general-purpose three-dimensional modeling software but a modeling method designed to easily define and manage the shape and position of a plurality of airfoil data sequentially arranged along the longitudinal direction of the wind- Standard, and the input of the raw data is performed through the above-described step S110.

S130 단계에서, 상기 모델링 장치는, S120 단계를 통해 생성된 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 좌표 변환 연산을 통해 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 제 2 모델링 규격으로 변환한다. 여기서, 제 2 모델링 규격은 풍력 블레이드 설계에 특화되지 않은 범용적인 목적의 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 모델링 규격으로서, 3차원 모델을 정의하기 위한 각 노드(node)와 위치 정보, 그리고 이들을 연결하는 에지(edge)와 같은 데이터들의 집합으로 구성될 수 있으며, 하나의 블레이드의 길이 방향에서 각 구간별 단면은 개별적으로 정의될 수 밖에 없는 불편함을 갖는다. 따라서, 앞서 S110 단계 및 S120 단계를 통해 풍력 블레이드의 길이 방향의 에어포일 데이터를 배치하고 취합하는데 적합한 모델링 수단이 필요한 것이며, 이를 통해 생성된 상기 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델은 다시 범용 3차원 모델링 소프트웨어에서 활용할 수 있도록 좌표 변환이 이루어져야 한다. 이러한 좌표 변환 연산이 바로 본 S130 단계를 통해 수행된다.In step S130, the modeling device converts the one wind turbine blade model generated in step S120 into a second modeling standard adopted by the three-dimensional modeling software through a coordinate transformation operation. Here, the second modeling standard is a modeling standard adopted by a general-purpose three-dimensional modeling software that is not specialized in the design of a wind turbine blade. Each of the nodes and position information for defining a three-dimensional model, Edge, and the cross section of each section in the longitudinal direction of one blade has an inconvenience that must be individually defined. Therefore, a modeling unit suitable for arranging and collecting the airfoil data in the longitudinal direction of the wind turbine blade through the steps S110 and S120 is necessary. One wind turbine blade model according to the first modeling standard generated through the above- Coordinate transformation should be done so that it can be utilized in 3D modeling software. This coordinate conversion operation is performed through this step S130.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 모델링 방법에서 하나의 풍력 블레이드 모델링 생성하는 과정(S120)을 보다 구체적으로 도시한 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a wind turbine blade modeling process (S120) in more detail in the modeling method of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.

S121 단계에서, 모델링 장치는, 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치한다. 이를 위해 본 발명에 따라 구현된 소프트웨어는 GUI(graphic user interface)를 통해 개별 에어포일 데이터를 추가하고, 선택 내지 해제하며, 삭제할 수 있는 기능을 가지며, 특히 개별 구간마다의 에어포일 데이터를 선택적으로 조정하는 것이 가능하다. 배치된 에어포일 데이터에 대해 필요에 따라 비틀림 각도(twist angle)의 조정이 가능함은 물론이다.In step S121, the modeling device analyzes the airfoil data and arranges the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the wind turbine blade. To this end, the software implemented in accordance with the present invention has the function of adding, selecting, releasing, and deleting individual airfoil data via a graphical user interface (GUI), and in particular, It is possible to do. Needless to say, the twist angle can be adjusted as necessary with respect to the arranged airfoil data.

선택적으로 구비될 수 있는 S122 단계에서, 상기 모델링 장치는, 풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹의 위치 정보를 입력받아 풍력 블레이드 내부에 배치한다. 이 과정을 통해 블레이드의 스킨(skin) 데이터와 연동되거나, 쉬어 웹의 위치(position) 내지 쉬어 웹의 개수를 지정하는 것이 가능하다.In step S122, the modeling device receives the position information of the shear web indicating the structure inside the wind turbine blade and arranges the information on the inside of the wind turbine blade. Through this process, it is possible to specify the position of the web, or the number of the web, which is interlocked with the skin data of the blade or the sheared web.

이와 같이 S121 단계 내지 S122 단계를 통해 입력된 에어포일 데이터 및 쉬어 웹 데이터는 별도의 데이터베이스를 구축하여 그 데이터 집합 및 변경에 따른 이력 정보를 저장 장치에 기록하여 관리함으로써, 이후 수행된 시뮬레이션 결과를 반영한 모델의 수정시 용이하게 활용할 수 있다.The airfoil data and the sheer web data inputted through steps S121 to S122 are constructed in a separate database and the history information on the data set and the change is recorded and managed in the storage device, It can be used easily when modifying the model.

S123 단계에서, 상기 모델링 장치는, 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성한다. 특히 에어포일 위치, 비틀림 각도 및 쉬어 웹 데이터로부터 풍력 블레이드의 구간(section) 및 압력(pressure) 스킨 데이터를 포함하여 하나의 모델 데이터를 생성할 수 있고, 이는 이후 s130 단계의 좌표 변환 과정을 통해 상용 3차원 모델링 소프트웨어, 예를 들어 CATIA의 파일 포맷으로 자동 생성할 수 있다.In step S123, the modeling device generates one wind turbine blade model according to the first modeling standard. In particular, one model data can be generated including the airfoil position, the twist angle and the section of the wind blade from the shear web data and the pressure skin data, It can be automatically created with 3D modeling software, for example CATIA file format.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 방법을 구현한 소프트웨어 프로토타입(prototype)의 GUI(graphic user interface)를 예시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a GUI (software user interface) of a software prototype implementing a method of modeling a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention.

도 3을 통해 예시된 바와 같이, 앞서 도 1 및 도 2를 통해 제안된 풍력 블레이드의 모델링 방법에 따라 구현된 모델링 프로그램은, 입력된 에어포일 데이터를 해석하여 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터 집합을 각각 하나의 행으로서 표현하여 디스플레이 장치에 표시하고, 하나의 행으로 정의되는 풍력 블레이드의 단면을 시각화하여 별도의 영역에 표시하는 UI(user interface)를 더 포함할 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the modeling program implemented in accordance with the modeling method of the wind turbine blade proposed in FIGS. 1 and 2 analyzes the inputted airfoil data and calculates the geometry representing the section of the wind turbine blade The user interface may further include a user interface (UI) that displays each data set as one row and displays the same on a display device, visualizes a cross section of the wind turbine blade defined by one row, and displays the data on a separate area.

도 3의 GUI 화면을 참조하면, 최초에 블레이드에 대한 둘 이상의 에어포일 정보를 포함하는 대량 데이터를 입력받을 수 있는 버튼(310), 입력된 대량 데이터의 개별 에어포일 데이터를 관리할 수 있는 버튼(320), 쉬어 웹 데이터를 입력받거나, 입력된 개별 쉬어 웹 데이터를 관리할 수 있는 버튼(330), 및 최종적으로 배치된 블레이드의 지오메트리 정보에 기초하여 하나의 블레이드 모델을 생성하되, 이를 범용 3차원 모델링 소프트웨어의 포맷으로 변환하는 버튼(340)을 포함한다.Referring to the GUI screen of Fig. 3, a button 310 for initially inputting large amount of data including two or more airfoil information about the blade, a button (for managing individual airfoil data of the input large amount of data 320), a button (330) for receiving sheared web data, managing input individual sheared web data, and a blade model based on the geometry information of the finally disposed blade, And a button 340 for converting into a format of the modeling software.

또한, 도 3의 GUI 화면은 대량 데이터 입력 버튼(310)을 통해 독출된 일련의 지오메트리 정보가 구간별로 순차적으로 표시되는 지오메트리 정보 창(350), 지오메트리 정보 창(350)에서 선택된 개별 에어포일을 시각화하여 표시하는 시각화 창(360), 이들 에어포일의 순번 별로 각각 좌표 값을 표시하는 좌표 창(370) 및 제어 창(380)을 포함한다. 제어 창(380)을 통해서는 축(axis)을 생성할지 여부, 블레이드 형상의 끝단(tail)을 처리(trim)할지 여부, 블레이드 형상의 가이드 커브(curve)를 피팅(fitting)할지 여부 등을 선택적으로 입력받을 수 있다.3, the GUI screen includes a geometry information window 350 in which a series of geometry information read out through the mass data input button 310 is sequentially displayed for each section, an individual airfoil selected in the geometry information window 350, A coordinate window 370 for displaying coordinate values for each of the airfoils in sequence, and a control window 380. The coordinate window 370 displays the coordinates of the airfoil. Through the control window 380, whether or not to create an axis, whether to trim the tail of the blade shape, whether to fit the guide curve of the blade shape, As shown in FIG.

도 4는 구간별 풍력 블레이드의 단면을 정의하는 지오메트리(geometry) 데이터에 포함된 각 항목을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 통해 관리되는 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터로서, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 정보, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 너비 정보 및 비틀림 각도를 포함하는 것이 바람직하다.4 is a diagram for explaining each item included in geometry data defining a cross section of a wind turbine blade for each section. The airfoil data managed through FIG. 4 is geometry data expressing a cross section of a wind blade of each section. The data includes position information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, width information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, It is preferable to include a twist angle.

보다 구체적으로, 'Section No.'(401)는 입력된 일련의 지오메트리 데이터의 순번을 나타내고, 'Blade Length'(402)는 풍력 블레이드의 전체 길이를 나타내고, 'y/R'(403)는 블레이드 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 비율을 나타내며 도 4에서 전체 길이는 '1'로 정의되었다. 잠시 도 5를 참조하면, 전체 블레이드의 길이 방향으로 각 구간의 위치가 지정되었으며, 이들 구간에 대해 개별적인 에어포일 데이터가 배치되어야 함을 알 수 있다. 이후 도 6에서는 도 5의 A-A 구간에 대한 에어포일 데이터를 예로서 설명하도록 한다.More specifically, 'Section No.' 401 represents the sequence number of the inputted series of geometry data, 'Blade Length' 402 represents the total length of the wind turbine blades, 'y / R' And the total length is defined as '1' in FIG. 5, the position of each section in the longitudinal direction of the entire blade is specified, and it can be seen that separate airfoil data should be placed for these sections. 6, the airfoil data for the section A-A in FIG. 5 will be described as an example.

다시 도 4로 돌아와서, 'c/R Chord'(404)는 블레이드 전체 길이에 대한 시위(chord) 길이의 비율을 나타내며, 도 4에서 전체 길이는 '1'로 정의되었다. 'Twist Angle'(405)과 'Center Ratio'(406)는 각각 비틀림 각도와 선단으로부터 에어로 중심까지의 비율(aero-cent)을 나타내며, 도 6을 통해 구체적으로 도시되었다. 잠시 도 6을 참조하면, L/E는 리딩 에지(leading edge)를 의미하고, T/E는 트레일링 에지(trailing edge)를 의미하며, 시위(chord) 길이는 블레이드의 너비를 의미한다. 한편, 상기 각 구간의 위치 정보 및 상기 각 구간의 너비 정보는, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 상대적인 비율로서 설정됨으로써, 풍력 블레이드의 크기와 독립적으로 모델링된 블레이드의 물리적 특징을 보존하면서도 그 형태와 속성을 관리할 수 있다는 장점을 갖는다.Referring again to FIG. 4, 'c / R Chord' (404) represents the ratio of the chord length to the total length of the blade, and the total length is defined as '1' in FIG. The 'Twist Angle' 405 and the 'Center Ratio' 406 represent a twist angle and aero-cent from the tip to the center of the aero, respectively, and are specifically shown in FIG. 6, L / E means leading edge, T / E means trailing edge, and chord length means the width of the blade. The position information of each section and the width information of each section are set as relative ratios to the entire length of the wind turbine blades so that the physical characteristics of the blade modeled independently of the size of the wind turbine blades are preserved, Can be managed.

다시 도 4로 돌아와서, 'Airfoil No.'(407)는 에어포일을 순번을 나타내고, 'Airfoil Type'(408)은 에어포일의 종류를 나타내고, 'Plane Pos.'(409)은 'y/R'에 대한 절대 치수(mm)를 나타내고, 'Blade Width'(410)는 'c/R Chord'에 대한 절대 치수(mm)를 나타내고, 'BL Lead Pos.'(411)은 'Center Ratio'에 대한 절대 치수(mm)를 나타내며, 'Rotate Angle'(412)은 'Twist Angle'에 대한 절대 각도를 나타낸다.Referring again to FIG. 4, 'Airfoil No.' 407 represents the order of airfoils, 'Airfoil Type' 408 represents the type of airfoil, 'Plane Pos.' 409 represents' y / R 'BL Lead Pos.' 411 represents the absolute dimension (mm) for 'c / R Chord', 'Blade Width' 410 represents the absolute dimension (mm) (Mm), and 'Rotate Angle' (412) represents the absolute angle to 'Twist Angle'.

도 7은 도 3의 GUI에서 에어포일(airfoil) 데이터를 관리하는 방법의 일례를 도시한 도면으로서, 별도의 데이터베이스를 통해 테이블을 생성하여 여기에 개별 에어포일 데이터를 삽입, 수정, 삭제하는 등의 관리를 수행할 수 있음을 예시하고 있다. 즉, 도 7에 예시된 모델링 프로그램은, 하나의 행을 구성하는 지오메트리 데이터 집합별로 에어포일 데이터를 독립적으로 추가, 수정 또는 삭제할 수 있는 것이 바람직하다.FIG. 7 is a diagram showing an example of a method for managing airfoil data in the GUI of FIG. 3, wherein a table is created through a separate database and individual airfoil data is inserted, modified, Management can be performed. That is, the modeling program illustrated in FIG. 7 is preferably capable of independently adding, modifying, or deleting airfoil data for each set of geometry data that constitutes a row.

도 8은 도 3의 GUI에서 쉬어 웹(shear web) 데이터를 관리하는 방법의 일례를 도시한 도면으로서, 도 7의 경우와 유사하게 별도의 데이터베이스를 통해 테이블을 생성하여 여기에 개별 쉬어 웹 데이터를 삽입, 수정, 삭제하는 등의 관리를 수행할 수 있음을 예시하고 있다. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a method for managing shear web data in the GUI of FIG. 3. In FIG. 8, a table is generated through a separate database similarly to the case of FIG. 7, Insertion, modification, deletion, and the like can be performed.

본 발명의 실시예들이 제안하는 풍력 블레이드의 모델링 방법에서는, 풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹(shear web)의 위치 정보를 입력받아 풍력 블레이드 내부에 배치하는 과정을 더 포함할 수 있으며, 이러한 쉬어 웹의 개수는 풍력 블레이드의 종류에 따라 조정될 수 있다. 도 8을 참조하면, 'fname'(801)은 쉬어 웹의 각 위치에 대한 명칭을 나타내고, 'num'(802)은 부여된 순번을 나타내며, 'x' 및 'y'(803)는 그 좌표 값을 나타낸다.The method of modeling a wind turbine blade proposed by embodiments of the present invention may further include a step of receiving position information of a shear web indicating a structure inside the wind turbine blade and arranging the received information on the inside of the wind turbine blade, The number of webs can be adjusted depending on the type of wind turbine blade. Referring to FIG. 8, 'fname' 801 represents the name of each position of the sheer web, 'num' 802 represents the assigned order, 'x' and 'y' Value.

도 9는 도 8의 쉐어 웹 데이터를 구성하는 각 항목이 블레이드를 통해 표현되는 속성을 설명하기 위한 도면으로서, 도 8의 'fname'(801)에 예시된 각 위치에 대한 명칭이 도 9의 (a) 블레이드 내에 표시되었다. 도 9의 (a)에서는 총 3개의 쉬어 웹(sw1, sw2, sw3)이 블레이드 내부에 구조물로서 배치되었음을 예시하였다. 또한, 도 9의 (b)는 (a)의 단면 b’ 부분의 형상을 도시하고 있다.FIG. 9 is a view for explaining the attributes of each item constituting the share web data of FIG. 8 through the blades. The name of each position illustrated in 'fname' 801 of FIG. a) It is indicated in the blade. In FIG. 9 (a), three sheer webs (sw1, sw2, sw3) are arranged as a structure inside the blade. Fig. 9 (b) shows the shape of the section b 'of Fig. 9 (a).

도 10은 도 3의 GUI를 통해 최종적으로 변환된 3차원 블레이드 모델을 예시한 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a three-dimensional blade model finally transformed through the GUI of FIG. 3. FIG.

본 발명의 실시예들이 제안하고 블레이드의 모델링 방법을 통해 변환된 3차원 블레이드 모델은 (a) 내지 (d)와 같은 형상을 갖게 됨을 알 수 있으며, 출력된 파일 포맷은 범용 3차원 모델링 소프트웨어에서 호환되는 것이다. 따라서, 사용자는 변환된 풍력 블레이드 모델 데이터를 범용 3차원 모델링 소프트웨어를 통해 로드(load)하여 활용하는 것이 가능하다. 여기서, 범용 3차원 모델링 소프트웨어는, CATIA, UG NX, Inventor 및 Solidworks와 같은 소프트웨어가 될 수 있다. It can be seen that the three-dimensional blade model converted by the blades modeling method proposed by the embodiments of the present invention has a shape as shown in (a) to (d), and the output file format is compatible with the general- . Therefore, it is possible for the user to load and utilize the converted wind turbine blade model data through the general-purpose three-dimensional modeling software. Here, the general purpose three-dimensional modeling software may be software such as CATIA, UG NX, Inventor, and Solidworks.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력 블레이드의 모델링 장치(100)를 도시한 블록도로서, 앞서 도 1 내지 도 2를 통해 시계열적으로 기술한 풍력 블레이드의 모델링 방법의 각 과정을 하드웨어의 관점에서 재구성한 것이다. 따라서, 여기서는 설명의 중복을 피하기 위하여 각 구성의 기능만을 약술하도록 한다.FIG. 11 is a block diagram illustrating a modeling apparatus 100 for a wind turbine blade according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2, each process of modeling a wind turbine blade described in a time- . Therefore, in order to avoid duplication of description, only the function of each constitution is described here.

입력부(10)는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 적어도 둘 이상의 에어포일(airfoil) 데이터를 입력받는다.The input unit 10 receives at least two airfoil data expressing a cross section of the wind blade of each section.

메모리(30)는, 에어포일 데이터를 해석하고 좌표 변환 연산을 수행하는 모델링 프로그램을 저장한다. 여기서, 메모리에 저장된 모델링 프로그램은, 입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치하고, 배치된 상기 구간별 에어포일 데이터를 취합하여 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하며, 생성된 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 좌표 변환 연산을 통해 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 제 2 모델링 규격으로 변환하는 일련의 명령어들을 포함한다.The memory 30 stores a modeling program for interpreting the airfoil data and performing a coordinate transformation operation. Here, the modeling program stored in the memory analyzes the inputted airfoil data, arranges the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the wind turbine blades, collects the airfoil data for each section, Generates a single wind turbine blade model, and converts the generated one wind turbine blade model into a second modeling standard adopted by the three-dimensional modeling software through a coordinate transformation operation.

이러한 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리(geometry) 데이터 집합이 각각의 구간별로 독립적으로 분리되며, 하나의 구간을 형성하는 지오메트리 데이터 집합은 개별적이고 선택적으로 관리되는 것이 바람직하며, 상기 모델링 프로그램은, 좌표 해석에 따라 배치된 복수 개의 구간별 풍력 블레이드의 단면을 풍력 블레이드의 길이 방향을 따라 공간적으로 연결함으로써, 상기 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성한다. 특히, 상기 에어포일 데이터는, 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터로서, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 정보, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 너비 정보 및 비틀림 각도를 포함할 수 있으며, 상기 모델링 프로그램은, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 상대적인 비율로서 상기 각 구간의 위치 정보 및 상기 각 구간의 너비 정보를 설정하는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 모델링 프로그램은, 풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹(shear web)의 위치 정보를 입력받아 상기 풍력 블레이드 내부에 배치할 수 있으며, 풍력 블레이드의 종류에 따라 상기 쉬어 웹의 개수를 조정할 수 있다.In this airfoil data, a geometry data set expressing a cross section of each wind turbine blade is independently divided for each section, and a set of geometry data forming one section is preferably individually and selectively managed , The modeling program creates one wind turbine blade model according to the first modeling standard by spatially connecting the cross sections of the plurality of wind turbine blades arranged in accordance with the coordinate analysis along the longitudinal direction of the wind turbine blades. Particularly, the airfoil data is geometry data expressing a cross section of a wind turbine blade for each section, including position information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, width information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, And the modeling program preferably sets the position information of each section and the width information of each section as a ratio relative to the total length of the wind turbine blade. Further, the modeling program may be configured to receive the position information of the shear web indicating the structure inside the wind turbine blade, to arrange the wind turbine blade inside the wind turbine blade, and to adjust the number of the shear web according to the type of the wind turbine blade. have.

처리기(processor)(20)는, 적어도 하나 구비될 수 있으며, 상기 모델링 프로그램을 구동하는 기술적 수단으로, 프로그램에 정의된 일련의 명령어를 해석하여 순차적으로 데이터를 처리한 후, 최종적으로 변환된 제 2 모델링 규격의 풍력 블레이드 모델을 출력한다.At least one processor 20 may be provided as a technical means for driving the modeling program. The processor 20 interprets a series of commands defined in the program and sequentially processes the data, Outputs a model wind turbine blade model.

상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수 개의 지오메트리 정보 집합을 포함하는 파일 포맷과 연동되어 대량의 지오메트리 정보를 한 번에 입력받은 후 에어포일 데이터와 쉬어 웹 데이터 각각을 블레이드의 종류와 설계/분석 결과에 따라 개별적으로 관리할 수 있으므로 쉽고 빠른 설계 변경에 대응할 수 있으며, 이력에 따른 모델링 형상 관리가 가능하며, 최종적으로 범용 3차원 모델링 소프트웨어에 호환되는 파일 포맷으로 변환된 블레이드 모델을 생성함으로써 풍력 블레이드 생산 과정에서 연계된 데이터의 공유 및 협업에 따른 생산성을 향상시킨다.According to the embodiments of the present invention described above, a large amount of geometry information is input at one time in cooperation with a file format including a plurality of sets of geometry information, and airfoil data and sheer web data are respectively input to the type of blade, design / It is possible to manage design changes easily and quickly by managing them individually according to the analysis result. It is also possible to manage the modeling configuration according to the history. Finally, by generating the blade model converted into the file format compatible with the general purpose three- Improves productivity by sharing and collaborating data associated with blade production.

한편, 본 발명은 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, the embodiments of the present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like. In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to various embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

100: 풍력 블레이드의 모델링 장치
10: 입력부
20: 처리기
30: 메모리
100: Modeling device of wind turbine blade
10: Input unit
20: Processor
30: Memory

Claims (20)

적어도 하나의 처리기(processor)를 구비하여 좌표 변환 연산을 수행하는 모델링 장치가 풍력 블레이드를 모델링하는 방법에 있어서,
모델링 장치가 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 적어도 둘 이상의 에어포일(airfoil) 데이터를 입력받는 단계;
상기 모델링 장치가 입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치하고, 좌표 해석에 따라 배치된 상기 구간별 에어포일 데이터를 취합하여 풍력 블레이드의 단면을 상기 길이 방향을 따라 공간적으로 연결함으로써 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하는 단계; 및
상기 모델링 장치가 생성된 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 좌표 변환 연산을 통해 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 제 2 모델링 규격으로 변환하는 단계를 포함하고,
상기 에어포일 데이터는,
구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리(geometry) 데이터 집합이 각각의 구간별로 독립적으로 분리되며,
하나의 구간을 형성하는 지오메트리 데이터 집합은 개별적이고 선택적으로 입력되거나 수정되거나 또는 삭제되는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 방법.
CLAIMS 1. A method of modeling a wind turbine blade, the modeling device having at least one processor for performing a coordinate transformation operation,
Receiving at least two airfoil data representing a cross-section of a wind turbine blade of each section;
The airfoil data input by the modeling device is analyzed to arrange the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the windpower blade, the airfoil data for each section arranged in accordance with the coordinate analysis is collected, Creating a single wind turbine blade model according to a first modeling standard by spatially connecting the plurality of wind turbine blades along a direction; And
Converting the one wind turbine blade model generated by the modeling device into a second modeling standard adopted by the three-dimensional modeling software through a coordinate transformation operation,
Wherein the airfoil data comprises:
The geometry data set expressing the section of each wind turbine blade is separated independently for each section,
Wherein a set of geometric data forming a section is individually and selectively entered, modified or deleted.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 에어포일 데이터는,
구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터로서, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 정보, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 너비 정보 및 비틀림 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 방법.
The method according to claim 1,
The airfoil data includes:
The wind turbine blade according to any one of claims 1 to 3, wherein the geometric data expressing the cross section of the wind turbine blade for each section includes positional information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, width information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, .
제 4 항에 있어서,
상기 각 구간의 위치 정보 및 상기 각 구간의 너비 정보는,
풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 상대적인 비율로서 설정되는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 방법.
5. The method of claim 4,
The position information of each section and the width information of each section are stored in a memory,
Is set as a ratio relative to the total length of the wind turbine blades.
제 1 항에 있어서,
상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하는 단계는,
풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹(shear web)의 위치 정보를 입력받아 상기 풍력 블레이드 내부에 배치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 풍력 블레이드의 모델링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein generating the one wind turbine blade model comprises:
Further comprising the step of receiving positional information of a shear web indicating a structure inside the wind turbine blade and arranging the received position information in the wind turbine blade.
제 6 항에 있어서,
상기 쉬어 웹의 개수는 풍력 블레이드의 종류에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the number of the shear webs is adjusted according to the type of the wind turbine blades.
제 1 항에 있어서,
변환된 풍력 블레이드 모델 데이터를 상기 3차원 모델링 소프트웨어를 통해 독출하는 단계를 더 포함하는 풍력 블레이드의 모델링 방법.
The method according to claim 1,
And reading the converted wind turbine blade model data through the three-dimensional modeling software.
제 1 항에 있어서,
상기 3차원 모델링 소프트웨어는,
CATIA, UG NX, Inventor 및 Solidworks 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 방법.
The method according to claim 1,
The three-dimensional modeling software includes:
CATIA, UG NX, Inventor, and Solidworks.
제 1 항, 제 4 항 내지 제 9 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the method according to any one of claims 1 to 9. 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 적어도 둘 이상의 에어포일(airfoil) 데이터를 입력받는 입력부;
에어포일 데이터를 해석하고 좌표 변환 연산을 수행하는 모델링 프로그램을 저장하는 메모리; 및
상기 모델링 프로그램을 구동하는 적어도 하나의 처리기(processor)를 포함하되,
상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은,
입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 풍력 블레이드의 길이 방향으로 구간별 에어포일 데이터를 배치하고, 좌표 해석에 따라 배치된 상기 구간별 에어포일 데이터를 취합하여 풍력 블레이드의 단면을 상기 길이 방향을 따라 공간적으로 연결함으로써 제 1 모델링 규격에 따른 하나의 풍력 블레이드 모델을 생성하며, 생성된 상기 하나의 풍력 블레이드 모델을 좌표 변환 연산을 통해 3차원 모델링 소프트웨어가 채택하고 있는 제 2 모델링 규격으로 변환하고,
상기 에어포일 데이터는,
구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리(geometry) 데이터 집합이 각각의 구간별로 독립적으로 분리되며,
하나의 구간을 형성하는 지오메트리 데이터 집합은 개별적이고 선택적으로 입력되거나 수정되거나 또는 삭제되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
An input unit for receiving at least two airfoil data expressing a cross section of each wind power blade;
A memory for storing a modeling program for interpreting the airfoil data and performing a coordinate transformation operation; And
And at least one processor for driving the modeling program,
A modeling program stored in the memory,
The input airfoil data is analyzed to arrange the airfoil data for each section in the longitudinal direction of the windpower blade, the airfoil data for each section arranged according to the coordinate analysis is collected, and the cross section of the windpower blade is spatially And converts the generated one wind turbine blade model into a second modeling standard adopted by the three-dimensional modeling software through a coordinate transformation operation,
Wherein the airfoil data comprises:
The geometry data set expressing the section of each wind turbine blade is separated independently for each section,
Wherein the set of geometric data forming a section is individually and selectively entered, modified or deleted.
삭제delete 삭제delete 제 11 항에 있어서,
상기 에어포일 데이터는,
구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터로서, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 위치 정보, 풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 각 구간의 너비 정보 및 비틀림 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the airfoil data comprises:
The wind turbine blade according to any one of claims 1 to 3, wherein the geometric data expressing the cross section of the wind turbine blade for each section includes positional information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, width information of each section with respect to the entire length of the wind turbine blade, Modeling device.
제 14 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은,
풍력 블레이드의 전체 길이에 대한 상대적인 비율로서 상기 각 구간의 위치 정보 및 상기 각 구간의 너비 정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
15. The method of claim 14,
A modeling program stored in the memory,
Wherein the position information of each section and the width information of each section are set as a ratio relative to the entire length of the wind turbine blade.
제 11 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은,
풍력 블레이드 내부의 구조를 나타내는 쉬어 웹(shear web)의 위치 정보를 입력받아 상기 풍력 블레이드 내부에 배치하는 것을 특징으로 풍력 블레이드의 모델링 장치.
12. The method of claim 11,
A modeling program stored in the memory,
And position information of a shear web indicating a structure inside the wind turbine blade is received and arranged inside the wind turbine blade.
제 16 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은,
풍력 블레이드의 종류에 따라 상기 쉬어 웹의 개수를 조정하는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
17. The method of claim 16,
A modeling program stored in the memory,
Wherein the number of the sheared webs is adjusted according to the type of the wind power blades.
제 11 항에 있어서,
상기 3차원 모델링 소프트웨어는,
CATIA, UG NX, Inventor 및 Solidworks 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
12. The method of claim 11,
The three-dimensional modeling software includes:
CATIA, UG NX, Inventor, and Solidworks.
제 11 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은,
입력된 상기 에어포일 데이터를 해석하여 구간별 풍력 블레이드의 단면을 표현하는 지오메트리 데이터 집합을 각각 하나의 행으로서 표현하여 디스플레이 장치에 표시하고, 하나의 행으로 정의되는 풍력 블레이드의 단면을 시각화하여 별도의 영역에 표시하는 UI(user interface)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
12. The method of claim 11,
A modeling program stored in the memory,
The input airfoil data is interpreted to represent a set of geometric data expressing a cross section of the wind turbine blade for each section as one row and displayed on a display device and a cross section of the wind turbine blade defined as one row is visualized, And a UI (user interface) for displaying the wind turbine blade in a region.
제 19 항에 있어서,
상기 메모리에 저장된 모델링 프로그램은,
상기 하나의 행을 구성하는 지오메트리 데이터 집합별로 에어포일 데이터를 독립적으로 추가, 수정 또는 삭제할 수 있는 것을 특징으로 하는 풍력 블레이드의 모델링 장치.
20. The method of claim 19,
A modeling program stored in the memory,
Wherein the airfoil data can be independently added, modified or deleted for each set of geometry data constituting the one row.
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