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자료유형
학술저널
저자정보
김동환 (한국해양과학기술원) 허만웅 (한국해양과학기술원) 이진학 (한국해양과학기술원)
저널정보
한국해양환경·에너지학회 한국해양환경·에너지학회지 한국해양환경·에너지학회지 제24권 제1호
발행연도
2021.2
수록면
20 - 31 (12page)
DOI
10.7846/JKOSMEE.2021.24.1.20

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1 MW급 조류발전터빈의 유체 성능과 후류 분석을 위하여 LES(Large Eddy Simulation) 기반의 수치실험을 수행하였다. 터빈을 구성하는 로터 블레이드, 나셀, 지지구조물 등은 각 부분에서 작용하는 힘으로 모사하여 유동장에 반영하였다. 블레이드의 피치각과 로터 회전속도는 각각 PI 컨트롤러와 RPM-토크 룩업테이블(look-up table)을 이용하여 제어하였다. 격자시험을 위한 격자개선비율(refinement ratio) 은 각 방향으로 √2로 고려하여 성긴 격자, 중간 격자, 조밀한 격자의 세 가지 격자 시스템을 고려하였고, 조밀한 격자의 경우 총 약 8천만개의 격자를 사용하였다. 수치실험은 KISTI의 슈퍼컴퓨터인 Nurion에서 수행하였고, 최대 1360개의 CPU를 사용하였다. 시뮬레이션 시간은 530초로 조밀한 격자의 경우 계산 시간은 약 18일 소요되었다. 수치실험에서 사용된 터빈 성능 관련 변수로 피치각, 회전속도, 추력, 토크, 출력을 고려하였고, 블레이드 국부 변수로 받음각, 항력계수, 양력계수, 입사유속 등을 고려하였다. 한편 후류와 관련해서는 터빈 후방으로 직경의 3, 5, 7, 9배의 거리에서 유속방향과 측면방향 속도성분들의 연직방향 분포를 고려하였다. 수치실험 결과, 성긴 격자를 사용하여도 추력이 유사할 경우 터빈 후방 7배 거리까지 유속방향 속도 성분의 연직분포가 유사하고 측면방향 속도성분의 연직방향 분포는 토크에 더 민감한 것으로 확인되었다.
#Tidal Energy Converter(조류발전터빈) #Tidal Current Energy Farm(조류발전단지) #Large Eddy Simulation(대와류모사) #Turbine Wake(터빈 후류) #Actuator Line Method(엑추에이터 라인 모델)

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 수치해석 방법
3. 해석 개요
4. 결과 분석
5. 결론
References

참고문헌 (13)

참고문헌 신청
Baratchi, F. / 2017 / Actuator Line Simulation of a Tidal Turbine in Straight and Yawed Flows / Int. J. Marine Energy 19:235~255 google schola Benard, P. / 2018 / Large-Eddy Simulation of Wind Turbines Wakes Including Geometrical Effects / Computers and Fluids 173:133~139 google schola Churchfield, M. / 2013 / Adding Complex Terrain and Stable Atmospheric Condition Capability to the OpenFOAM-based Flow Solver of the Simulator for On/Offshore Wind Farm Applications(SOWFA), in Proc / Proc. of the 1st Symposium on OpenFOAM in Wind Energy google schola Fleming, P. / 2013 / SOWFA+Super Controller User’s Manual google schola Fleming, P. / 2013 / The SOWFA Super-Controller: A High-Fidelity Tool for Evaluating Wind Plant Control Approaches / proc. of EWEA 2013 google schola

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