수평축 조류발전 터빈의 노즈 형상 및 유입각도, 타워 구조물의 영향을 고려한 터빈 성능특성 분석

허만웅; 김동환; 이진학

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자료유형: 학술저널

저자정보: 허만웅 (한국해양과학기술원) 김동환 (한국해양과학기술원) 이진학 (한국해양과학기술원)

저널정보: 한국해안해양공학회 한국해안·해양공학회논문집 한국해안해양공학회논문집 제32권 제1호

발행연도: 2020.2

수록면: 17 - 25 (9page)

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본 연구에서는 1MW급 수평축 조류발전기의 출력 및 유동특성을 분석하기 위해 3차원 레이놀즈 평균 나비어-스톡스 해석을 수행하였다. 난류해석을 위해 SST(shear stress transport) 난류모델을 사용하였고, 유동해석을 위한 계산영역은 육면체격자로 구성하였으며, 최적의 격자 크기를 결정하기 위하여 격자 의존성 시험을 수행하였다. 터빈의 노즈 형상 및 유입각도, 그리고 타워 구조물의 영향을 분석하였다. 노즈 형상의 경우 노즈의 직경 대비 축방향 길이의 비가 증가할수록 터빈 출력이 향상되는 결과를 확인할 수 있었고, 유입각도가 약 15° 이상에서는 터빈의 성능이 약 10% 이상 감소하는 것을 확인하였다. 또한 타워 구조물에 의하여 하류식 터빈의 경우 상류식 터빈에 비하여 성능이 1% 감소함을 알 수 있었다.

#조류발전 #수평축 터빈 #터빈 노즈 #유입각도 #3차원 레이놀즈 평균 나비어-스톡스 해석 #출력계수 #tidal energy convertor #horizontal axial turbine #turbine nose #inflow angle #three dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis #power coefficient

참고문헌 (13)

참고문헌 신청

Abuan, B. E. / 2019 / The performance and hydrodynamics in unsteady flow of a horizontal axis tidal turbine / Renewable Energy 133:1338~1351

2019 / ANSYS CFX 19.2 tutorial / ANSYS Inc.

Batten, W. M. J. / 2007 / Experimentally validated numerical method for the hydrodynamic design of horizontal axis tidal turbines / Ocean Engineering 34:1013~1020

Goundar, J. N. / 2013 / Design of a horizontal axis tidal current turbine / Applied Energy 111:161~174

Huang, B. / 2016 / Design and performance enhancement of a bi-directional counter-rotating type horizontal axis tidal turbine / Ocean Engineering 128:116~123

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