편심된 회전축을 갖는 수평 원기둥 파력발전장치의 성능해석 (Performance Analysis of a Horizontal Cylinder Wave Energy Converter with Off-centered Rotational Axis)

서지정보

· 발행기관 : 한국해양환경·에너지학회
· 수록지 정보 : 한국해양환경•에너지학회지 / 21권 / 1호 / 10 ~ 22페이지
· 저자명 : 조일형, 고창현, 배윤혁

초록

횡 파로부터 에너지를 추출하는 수평 원기둥 파력발전장치의 성능은 입사파의 주파수, 원기둥의 크기와 잠긴 깊이, 회전축의 위치, 파력발전장치내의 질량분포 등에 영향을 받는다. 본 연구에서는 원기둥의 잠긴 깊이와 회전축 위치 변화에 따른 수평 원기둥 파력발전장치의 횡 운동변위와 추출파워를 주파수영역에서 살펴보았다. 수평 원기둥에 작용하는 유체력(동유체력, 파기진력)을 구하는 수치해석 방법으로 WAMIT 상용코드를 사용하였다. 이때 편심된 회전축에서의 유체력은 원기둥 중심에서 구한 유체력을 축 변환하여 얻어진다. 회전축의 위치 변화는 횡 운동모드의 고유주파수에 영향을 준다. 따라서 설치해역의 입사파의 주파수 특성에 맞게 회전축의 위치를 적절히 선택하면 공진을 일으켜 추출파워를 극대화시킬 수 있다.

영어초록

The performance of a horizontal cylinder wave energy converter(WEC) for extracting wave energy in beam sea is affected by the wave frequency, the size and submerged depth of the cylinder, the position of the rotational axis, and the mass distribution in the WEC. In this study, the extracted power and roll motion of the horizontal cylinder WEC in beam sea was examined according to the change of the submergence depth and rotational axis of WEC in the frequency domain. WAMIT commercial code was used as a numerical method to obtain the fluid forces(hydrodynamic forces, wave exciting forces) acting on the horizontal cylinder WEC. The fluid forces at the off-centered rotational axis is easily obtained by using axis-transformation formulas from the fluid forces at the geometric center of the cylinder. The change of the position of the rotational axis affects the natural frequency of the rolling motion mode. Therefore, if the position of the rotational axis is appropriately selected according to the wave characteristics at the installation site, the resonance can be generated to maximize the extraction power.

참고자료

· 없음