풍력발전에 대한 연구가 활발해지면서 블레이드의 피치제어방식을 통한 성능 향상에 대한 필요성이 제기되고 있다. 기존의 기계적 제어 외에도 주변 공기압에 따라 블레이드가 연속적으로 변하는 능동적 제어에 대해 연구되고 있다. 능동적 피치제어를 위해서는 공력 하중에 의해 블레이드 내에 작용하는 비틀림과 굽힘에 의한 응력과 변형의 분석이 필요하다. 본 연구는 스파의 단면을 I자형 이외에 N자형, M자형, Z자형의 대각부재로 설계하여 비틀림에 의한 모핑효과를 유도하였다. 특정 풍속에서 발생하는 블레이드에 작용하는 응력을 구하고 unit-cell 및 3차원 빔과 블레이드 형상에서의 비틀림과 굽힘을 해석하였다. 그 결과 수직 부재 형태보다 대각 부재 형태의 스파에서 비틀림이 더 크게 작용하였으며, 굽힘에 의한 변형은 큰 차이를 보이지 않았다.
As the studies of wind turbine blade are in progress actively, the need has brought up about improving performance by pitch control method. Besides mechanical control, active control which means blade shape changes depending on the ambient air pressure has been studying. To do active pitch control, the analysis of deformation and stress by torsion and bending caused by aerodynamic loads are needed. In this study, morphing effect was induced by N-, M- and Z-shaped cross section of spars with diagonal members in addition to I-shaped. Stress acting on the blade under certain wind velocity was solved and torsion and bending were analyzed about unit-cell and 3D beam respectively by ANSYS. As a result, torsion affects greater to spars with diagonal members than straight. But deformation by bending has little effect.