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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

정해창 (목포해양대학교, 목포해양대학교 대학원)

지도교수
양창조
발행연도
2017
저작권
목포해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

조류자원의 평가와 조류발전용 상반전 수차의 설계 및 성능해석에 관한 연구
정해창 기관시스템공학과 2017.01 학위논문

2015

상반전 조류터빈의 성능평가에 관한 연구
정해창 ,  웬만훙 ,  김부기 외 1명 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 2015.11 학술대회자료

초록· 키워드

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The korea government has been targeted as they announced that they will increase RPS(Renewable energy Portfolio Standard) up to 10% by 2024. The several projects are already under way. The tidal current power of renewable energy resources has a big potential with high energy density. Considering the fact that this energy is not influenced by weather condition when this energy is generated, this energy is predictable and reliable energy source because we can predict the amount of energy which is going to be generated. There are a few potential tidal regions in west and south coasts in Korea. However, techniques needed for the development of tidal farm is not established yet. Thus the tidal resource assessment skill needs to be studied.
Tidal farm needs total three process. It consists of evaluation for tidal farm candidates with conducting performance for tidal resources, tests for performance of turbine and turbine arrangement to make optimal tidal farm.
Accordingly, in this study ocean circulation model was carried out based on FEM(Finite Elements Method) with using two dimensional ADCIRC(Advanced Circulation) program. To select optimal tidal farm, the evaluation for tidal resources was carried out and energy density distribution through the TFM(Tidal Flux Method) were made.
Tidal turbine blade was designed using NREL''s S823 based on BEMT(Blade Element Momentum Theory) which is possible to generate maximum amount of energy. The optimal 10kW scaled counter-rotating tidal turbine was designed by drawing the performance depending on distance between turbines with CFD(Computational Fluid Dynamics). Also, characteristics of counter-rotating tidal turbine was analyzed throughout streamline and velocity distribution.

목차

Abstract ⅳ
List of Figures ⅵ
List of Tables ⅹ
제 1 장 서 론 1
1.1 조류발전의 개요 1
1.1.1 조류발전의 정의 3
1.1.2 조류발전 형식의 종류 3
1.2 국내·외 연구 동향 10
1.2.1 국외 조류발전 기술 동향 10
1.2.2 국내 조류발전 기술 동향 15
1.3 연구의 목적 및 내용 16
제 2 장 조류에너지 자원 평가 18
2.1 ADCIRC 모델 19
2.2 기본방정식 21
2.3 ADCIRC 모형 실험 23
2.3.1 실험 개요 및 조건 23
2.3.2 매개변수에 따른 개방 경계조건 24
2.3.3 수치모형 실험에서의 유한요소 격자망 25
2.4 해수유동 모델의 결과 및 검증 26
2.4.1 우이도 해수 유동 모델링 결과 27
2.4.2 우이도의 해수유동 모델링 비교·검증 29
2.4.3 조류속기법(Tidal flux method)에 의한 조류자원 평가 41
제 3 장 상반전 조류 터빈의 이론적 배경 44
3.1 Actuator disc 이론 44
3.2 Rotor disc 이론 50
3.2.1 날개요소 운동량 이론(Blade element momentum theory) 52
제 4 장 상반전 조류발전 터빈 설계 및 모델링 57
4.1 10kW급 단일 Rotor blade 설계 57
4.1.1 블레이드 익형 결정 58
4.1.2 블레이드 직경 및 설계회전수 설정 60
4.1.3 날개끝 손실계수 61
4.1.4 블레이드 무차원 날개 현의 길이 결정 63
4.1.5 입구 유동각 및 받음각 결정 65
4.1.6 블레이드 형상 최적화 67
4.1.7 설계 결과 및 3D 모델링 69
4.2 상반전 조류발전 터빈 설계 72
4.2.1 설계변수에 따른 터빈 설계 72
제 5 장 상반전 조류발전 터빈의 수치해석(CFD)에 의한 성능해석 75
5.1 수치해석 75
5.1.1 수치해석 지배방정식 76
5.1.2 계산조건 및 경계조건 78
5.2 터빈 성능해석 결과 83
5.2.1 단일 싱글 터빈 83
5.2.2 상반전 조류발전 터빈 87
5.2.3 입구유입각의 변화에 따른 성능 특성 94
제 6 장 상반전 조류발전 터빈의 유동해석 97
6.1 상반전 조류발전 터빈의 유동특성 97
6.1.1 터빈간 거리에 따른 유속 분포(Y-Z plane) 97
6.1.2 터빈간 거리에 따른 유속 분포(X-Z plane) 101
제 7 장 결론 103
참고문헌 105
감사의 글 110

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