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수치해석을 이용한 파력발전용 임펄스터빈 날개의 뒤젖힘각과 터빈성능의 연관성 연구
A numerical Study on the Effect of Blade Sweep Angle of Impulse Turbine for Wave Energy Conversion

한국해양환경ㆍ에너지학회지 = Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy, v.20 no.3, 2017년, pp.145 - 151  

양승권 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부) ,  김길원 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트연구부) ,  이정기 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트연구부) ,  현범수 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부)

초록
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진동수주형 파력발전장치의 2차 에너지변환장치로 작동범위가 넓고 자기기동특성이 상대적으로 우수한 임펄스터빈이 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 터빈의 성능향상을 위해 날개의 스팬에 뒤젖힘각을 적용하여 그에 따른 특성을 수치해석적인 방법으로 고찰하였다. 뒤젖힘각은 날개의 전단과 후단이 스팬방향으로 휘어진 각을 의미한다. 유동해석은 상용 CFD코드인 Fluent를 사용하였고 격자의존도 테스트를 통하여 최적의 격자계를 도출하였다. 총 20경우의 뒤젖힘각을 변화시키면서 계산을 수행하였으며, 전단은 음의 각도를 적용했을 때 성능이 향상되었고, 후단은 양의 각도를 적용했을 때 성능이 향상되었다. 도출한 최적 뒤젖힘각은 전단과 후단이 각각 $-5^{\circ}$, $+6^{\circ}$인 경우이며, 기존 모델 대비 8%의 효율이 향상됨을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Because of the wide operating range and the superior self-starting characteristics, the impulse turbine has been widely used as a primary energy conversion device for OWC(oscillating water column) wave energy converter. To improve the turbine efficiency, the effect of sweep angle of turbine blade wa...

주제어

#임펄스터빈   #뒤젖힘각   #터빈효율   #입력계수   #토크계수  

참고문헌 (6)

  1. Hyun, B.S. and Moon, J.S., 2004, "Practical Numerical Analysis of Impulse Turbine for OWC-type Wave Energy Conversion Using a Commercial CFD Code", Proceeding of 14th International Offshore and Polar Engineering Conference, Toulon, France. 

  2. Hyun, B.S. Moon, J.S. Hong, S.W. Kim, K.S., 2006, “A Study on the Performance of the Ring-type impulse Turbine for Wave Energy Conversion”, Journal of Ocean Engineering and Technology, Vol. 20, No. 1, 20-25. 

  3. Halder, P. Rhee, S.H. Samad, A., 2016, "Numerical Optimization of Wells Turbine for Wave Energy Extraction", International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, Vol. 9, No. 1, 11-24 

  4. Liu, Z. Cui, Y. Kim, K.W. Shi, H.D., 2016, "Numerical study on a modified impulse turbine for OWC wave energy conversion", Ocean Engineering, Vol. 111, No. 1, 533-542. 

    상세보기 crossref

  5. Setoguchi, T. Santhakumar, S. Maeda, H. Takao, M. Kaneko, K., 2001, “A review of impulse turbines for wave energy conversion”, Renewable Energy, Vol. 23, No. 2, 261-292. 

    상세보기 crossref

  6. Ministry of Oceans and Fisheries, 2016, “Development of OWC wave energy utilization system”, Report of Korea Research Institute of Ships and Oceans Engineering. 

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