해양 파력 발전 시스템 설계를 위한 부유체 에너지 흡수에 관한 기초연구
Numerical Study on Energy Absorption of a Floater for Design of Wave Energy Convertor in Ocean
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초록
해양 파력 발전 시스템의 설계를 위하여 본 연구에서는 6-자유도운동해석 기법을 적용한 3차원CFD 해석으로 단일 부유체에 대한 거동을 유입되는 파의 성질에 따라 해석하였다. 입력파는 한반도 제주도 서남해역 마라도인근 연평균 주기 5.5s, 진폭 0.57m로 가정하여 부유체 고유진도주기가 1.25~2.8s 에서 총 12개를 모델링하였다. 생성된 파를 이용하여 동조율과 피치각 변화의 상호관계를 분석하고 부유체 질량관성모멘트, 각속도, 각가속도 등 변수와 최대 에너지 흡수 관계를 비교 분석하였다. 해석결과 부유체 L의 에너지흡수가 가장 높은 6kW인 결과를 확인하였고 에너지 흡수가 가장 높은 D, F, L 모델중F모델이 최대 각도변화가 가장 높은 1.91˚이며 부유체 끝부분에서의 최대 변위는 L모델이 가장 높은 약0.7m이다.
Abstract
In order to design a wave energy generating system, a 6-DOF analysis technique is applied to the three-Dimensional CFD analysis on of a floating body and the behavior is interpreted according to the nature of the incoming wave. A wave period of 5.5s & amplitude of 0.57m from Marado is chosen. 12case of natural pitching period from 1.25 to 2.8s has been modeled. The relation between tuning factor &pitch angle for the waves generated is compared to analyze the effects of energy absorption variables,namely mass moment of inertia, angular velocity and angular acceleration. From the results obtained, we conclude that model L is the maximum power absorbed, 6kW approximately. A maximum pitch angle of 1.91 degree was attained by Model F, and the maximum displacement of nearly 0.7m was attained by Model L among models D, F and L.
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