한국해양대학교

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조류발전용 H-다리우스형 수직축 터빈의 유체역학적 성능해석을 위한 실험 및 수치적 연구

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dc.contributor.author 최다혜 -
dc.date.accessioned 2017-02-22T06:59:47Z -
dc.date.available 2017-02-22T06:59:47Z -
dc.date.issued 2011 -
dc.date.submitted 56961-10-28 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000002175803 ko_KR
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/10118 -
dc.description.abstract This study on the tidal stream power plants related to new and renewable energy is investigated by numerical analyses about the fluid dynamic performance of vertical axis tidal stream turbines(VAT) with computational fluid dynamics(CFD). Based on the extensive research cases about VAT and their trends, it is understood that positive researches on VAT are necessary. This study performs the experimental and numerical analyses mainly on H-Darrieus turbines, which are easy to be produced and designed, among VAT. Numerical analyses analyzed the flow in unsteady flow conditions around two- and three-dimensional VAT using FLUENT. A rotating flow field is implemented for sliding mesh techniques for the rotation of rotor, and a turbulence model is used. The experimental analyses are carried out at the circulating water channel(CWC) of Korea Maritime University. The experimental equipments including the initial driving of turbines are installed in CWC considering the vibration of rotor shart induced by fluctuating load of rotor blade. The result of numerical analyses are compared with the experimental result. In case of the numerical analyses of a H-Darrieus turbine, the patterns of two- & three-dimensional analyses are similar, but there is some difference in the absolute values due to the various three-dimensional effects. In case of the numerical analyses, additional studies are needed as there is some difference based on the boundary conditions. The maximum efficiency of experimental results is approximately 36%, but it included a lot of uncertainty error. So additional studies are needed to explain the blockage effect of CWC. It is understood that based on the study results about VAT, the studies on various shapes of turbines like Davis turbine and Helical turbine are considered to be possible gradually. -
dc.description.tableofcontents 제 1 장 서 언 1 1.1 연구배경 1 1.2 신재생 에너지의 분류 4 1.3 해양에너지의 정의 및 분류 6 제 2 장 조류발전 및 조류발전용 터빈의 특성 13 2.1 조류에너지 13 2.2 조류 발전의 특성 및 필요성 16 2.3 조류발전용 터빈의 분류 및 특징 18 2.3.1. 수직축 터빈(VAT: Vertical Axis Turbine) 20 2.3.2. 수평축 터빈(HAT: Horizontal Axis Turbine) 21 2.4 터빈 연구 동향 및 연구 사례 23 2.4.1. 터빈 연구 동향 23 2.4.2. 터빈 연구 사례 30 2.5 연구목적 및 연구내용 36 제 3 장 조류발전용 터빈의 유체역학적 특성 및 이론 37 3.1 터빈의 유체역학적 이론 37 3.2 수직축 터빈의 특성 40 제 4 장 터빈의 성능 해석을 위한 수치적 연구 42 4.1 지배방정식 및 이론 모델 42 4.2 단면 형상(Hydrofoil section)의 영향 44 4.3 날개 수(Number of blades, Z)의 영향 46 4.4 스팬의 영향 49 제 5 장 Lab-scale 모형실험과 수치해석의 비교 51 5.1 실험 모델 설계 51 5.2 회류수조 소개 및 모형 가상도 53 5.3 실험 모델 제작 54 5.4 계측장치 선정 및 상부장치 구성 56 5.4.1 Torque meter선정 및 캘리브레이션(Calibration) 56 5.4.2. 부하장치 선정 58 5.5 하부장치(로터부) 구성 62 5.6 실험 과정 및 실험 결과 64 5.6.1 보정 전 실험 결과 64 5.6.2. 보정 후 실험 결과 66 5.6.3. 경계조건을 고려한 성능해석 및 실험과의 비교 71 제 6 장 결 론 74 참고 문헌 75 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 -
dc.title 조류발전용 H-다리우스형 수직축 터빈의 유체역학적 성능해석을 위한 실험 및 수치적 연구 -
dc.title.alternative Experimental and Numerical Analysis on the Hydrodynamic Performance of H-Darrieus Tidal Stream Turbine -
dc.type Thesis -
dc.date.awarded 2011-08 -
dc.contributor.alternativeName CHOI DAHYE -
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조선‧해양‧건축공학과 > Thesis
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