로터 위치에 따른 쉬라우드 내부 유동장 특성 분석
Analysis of Flow Field Characteristics Inside a Shroud for Rotor Positions
0
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
로터 위치 및 쉬라우드 입구 유속 변화에 따른 쉬라우드 내부 유동장 및 기계적 출력 분석을 위해 수치해석을 수행하였고 이를 실험결과와 비교하였다. 로터와 해수의 유동조건은 쉬라우드 조류발전 시스템 내 유동장 특성에 많은 영향을 미치게 된다. 특히 실린더 내 축 방향 위치에 따른 로터의 기계적 출력은 실린더 중앙 이후까지 점차 증가하며, 입·출구 부근에서는 감소하였다. 또한 쉬라우드 입구 유속이 증가함에 따라 로터 출력량이 점차 증가하였다. 축 방향 운동량과 각운동량은 로터를 통과하면서 급격하게 증가 및 감소하였으며, 전방을 포함한 그 외 영역에서의 큰 변화는 없었다. 이러한 결과들은 조류발전 시스템 개발의 기초 자료로 다양하게 활용될 수 있을 것으로기대된다.
Abstract
Numerical analysis was carried out to analyze the flow fields and mechanical output of a rotor for various positions and inlet flow rates in a shroud, and it was compared with experimental data. Rotor and seawater current largely affects the flow field characteristics in the shroud system. Especially the mechanical output of the rotor increased with axial position near the center of the cylinder, and it gradually decreased close to the entrance and exit. Also, the rotor output increased with the inlet velocity. Axial and angular momentum of flow along the cylinder region rapidly increased and reached a peak, and then decreased as it passed through the rotor, while there was no significant change in the cylinder region. It is expected that these results can be used as applicable design data for the development of the tidal power generation system.
참고문헌 (11)
- ANSYS Inc, "FLUENT User’s Guide", ~ (2018)
- Dassault System Inc, "Solidworks User’Manual", ~ (2018)
- Fleming, C.F., "Analysis of bi-directional ducted tidal turbine performance", International Journal of Marine Energy, 16, pp.162~173 (2016)
- 한석종, "쉬라우드 조류발전장치의 축소모형실험을 통한 발전 성능 분석", 한국해안·해양공학회논문집, 31(4), pp.221~228 (2019), 한국해안,해양공학회[DOI]
- Jo, C. H., "Performance evaluation of TCP device with upstream duct installation", Journal of the Korean Society for Marine Environment and Energy, pp.77~80 (2009)
- 김종원, "조류발전 시스템용 쉬라우드의 형상각도별 일정 조류속도장 내 해수유동 특성연구", 한국해안·해양공학회논문집, 24(2), pp.77~83 (2012), 한국해안,해양공학회[DOI]
- 이욱재, "블레이드가 설치된 조류발전용 쉬라우드 시스템 내 유속 변화 분석", 한국해안·해양공학회논문집, 31(1), pp.9~16 (2019), 한국해안,해양공학회[DOI]
- 이욱재, "쉬라우드 조류 발전 시스템 상부 두께 변화에 따른 유속 변화에 관한 연구", 한국해안·해양공학회논문집, 30(3), pp.134~141 (2018), 한국해안,해양공학회[DOI]
- 이정기, "인접한 조류발전용 수직축 터빈의 배치방식에 따른 성능 변화", 한국해양환경•에너지학회지, 19(2), pp.151~158 (2016), 한국해양환경·에너지학회
- Orszag, S. A., "Renormalization group modeling and turbulence simulations", International Conference on Near-Wall Turbulent Flows, pp.1031~1046 (1933)
- Zhou, J. W., "Optimization and Flow Analysis of Ducted Tidal Stream Turbine", pp.694~697 (2013), Trans Tech Publications Ltd