편심된 회전축을 갖는 수평 원기둥 파력발전장치의 시간영역 해석 (Time-domain Analysis of Horizontal Cylinder Wave Energy Converter with Off-centered Rotational Axis)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양환경·에너지학회
· 수록지 정보 : 한국해양환경•에너지학회지 / 21권 / 2호 / 97 ~ 106페이지
· 저자명 : 조일형, 김정록, 배윤혁

초록

파랑중 수평 원기둥의 횡 운동으로부터 최대 파랑에너지를 추출하는 최적의 1차 변환장치(로터)를 설계하기 위하여 선형포텐셜 이론에 기반을 둔 시간영역 해석법을 개발하였다. 시간영역 해석법을 검증하기 위하여 2차원 조파수조에서 모형실험을 실시하였다. 무차원화된 점성감쇠계수가 k=0.03 일 때 주파수영역 및 시간영역 해석결과는 모형실험결과와 일치하였다. 검증된 시간영역 해석법을 이용하여 3가지 잠긴 깊이(d=1.6,2.4,3.2m )에 대하여 회전축의 위치를 바꿔가면서 시간평균 추출 파워를 비교하였다. 유의파고 2.0m, 피크주기 6.65s에 대하여 최대 추출파워는 잠긴 깊이 1.6m, 회전축의 위치가 lo=0.75R,a=300o 일 때 일어나며, 이때 시간 평균 추출파워는 약 13.4kW이다. 이 회전축의 위치에서 수평 원기둥의 횡 운동모드의 고유주기는 입사파의 피크주기와 일치하는 공진조건을 만족한다.

영어초록

In order to extract the maximum wave energy from rolling motion of the horizontal cylinder in waves, the time-domain analysis based on the potential theory was developed. To verify the time-domain solution, model test was conducted in a two-dimensional wave tank. The numerical results of both frequency-domain and time-domain agree well with the experimental results when the non-dimensional viscous damping coefficient is 0.03. As a result of comparing the time-averaged power by changing the positions of the rotating axis and submerged depths with the verified time-domain solution, the maximum time-averaged power(13.4kW) occurred at the submerged depth 1.6m and position of the rotational axis(lo=0.75R,a=300o ) for the significant wave height of 2.0m and peak period of 6.65s. The natural period of the roll motion mode of the horizontal cylinder at this position of rotation axis satisfies the resonance condition coinciding with the peak period of the incident waves.

참고자료

· 없음