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문제 정의
- 본 연구에서는 여러 조류 발전 방식 중에서 수평축 터빈 블레이드의 유체역학적인 최적 형상을 설계하는데 목표를 두기로 한다. 이를 위해서 사용된 방법은 풍력터빈 설계방식과 같은 절차로 블레이드 요소 이론을 적용하였으며 블레이드 스팬 방향으로 최대의 동력계수를 갖는 조건을 통해 비틀림 각도와 코드 길이를 정하도록 하였다.
가설 설정
- $ 최근에 국내에서도 신재생에너지 보급 확대와 관련되어 풍력터빈 블레이드 최적 설계와 공력 해석에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 7)해외에서는 Gar rad-Hassan에서 풍력터빈 설계 해석용 코드인 GH-Bladed를 기반으로 조류 터빈에 확장한 GH-Tidal Bladed 코드를 개발하는데 까지 이르렀다.3) 그러나 이러한 해석 프로그램이 아직은 활발히 적용되는 단계는 아니다. 국내에서도 조류 터빈에 대해서 연구가 진행되고는 있으나 블레이드 형상 설계 및 성능 해석 연구 층이 두터운 편은 아니며 이에 대한 활발한 연구가 필요한 시기라고 본다.
- 블레이드 요소이론은 종횡비가 충분히 크다는 전제하에 블레이드 길이방향으로 흐름이 없다고 가정하며, 블레이드를 유한개의 토막 (strip)을 나누고 각각의 토막들은 서로 간에 영향을 주지 않는 독립된 요소로 가정한다. 따라서 각각의 블레이드 토막은 하이드로포일 (혹은 에어포일)이 갖는 2차원 유동 특성 자료를 사용할 수 있게 되며, 유동 해석을 위해서는 입력유속 받음각에 따른 하이드로 포일의 양력 곡선과 항력곡선의 실험 자료가 필요 하다.
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