조류발전용 수직축 터빈 주위의 비정상 유동 수치해석 (A Numerical Study of Unsteady Flow around a Vertical Axis Turbine for Tidal Current Energy Conversion)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양환경·에너지학회
· 수록지 정보 : 한국해양환경•에너지학회지 / 12권 / 1호 / 9 ~ 14페이지
· 저자명 : 정현주, 이신형, 현범수, 송무석

초록

2차원 비정상의 RANS 방정식을 이용하여 피치가 고정된 3개 혹은 4개의 날개(hydrofoil)를 가지는 조류발전용 수직축 터빈주위의 비정상 유동장 해석을 수행하였다. 상용수치해석코드인 Fluent를 이용하여, 균일류에 놓인 날개에 대하여 받음각(angle of attack)의 변화를 주며 계산되는 유체력을 실험값과 비교하였고, 이를 바탕으로 대표적인 수직축 조류발전 터빈의 특성을 2차원적으로 고찰하였다. 사용된 수치해법은 대상 유동을 효과적으로 모사할 수 있음을 확인 하였고, 터빈의 최적 효율은 날개수 및 유속 대비 회전수 등의 적절한 조합으로 실현 될 수 있음을 파악하였다.

영어초록

A numerical investigation was performed based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations for the two-dimensional unsteady flow around a vertical axis turbine(VAT) with three or four blades. VAT is one of the promising devices for tidal current energy conversion. The geometry of the turbine blade was airfoil, for which CFD analysis using Fluent was carried out at several angles of attack and the results were compared with the corresponding experimental data for validation and calibration. Then CFD simulations were carried out for the whole vertical axis turbine with a two-dimensional setup. The CFD simulation demonstrated the usefulness of the method to study the typical unsteady flows around VATs and the results showed that the optimum turbine efficiency could be achieved for carefully selected combinations of the number of blade and Tip-Speed Ratio(TSR).

참고자료

· 없음