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OpenFOAM을 이용한 원통식 및 중력식 근해 기초 주변의 유동에 대한 CFD 시뮬레이션

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dc.contributor.advisor 박선호 -
dc.contributor.author WANG HAIQING -
dc.date.accessioned 2019-12-16T02:47:46Z -
dc.date.available 2019-12-16T02:47:46Z -
dc.date.issued 2018 -
dc.identifier.uri http://repository.kmou.ac.kr/handle/2014.oak/11555 -
dc.identifier.uri http://kmou.dcollection.net/common/orgView/200000009569 -
dc.description.abstract Computational fluid dynamics (CFD) has been used to study the boundary layer flow around 4 different bottom-fixed offshore wind turbine foundation designs. A large region of down flow exists in front of the foundation, which causes the backflow. Pressure distributions around the foundations were studied. A positive vertical pressure gradient(dp/dz > 0) was found in front of the monopile foundation. A larger volume of increased pressure exists in front of the monopile foundation than in front of the gravity-based foundations due to the geometry. The horseshoe vortex was found in front (upstream side) of the 4 kinds of foundations. One horseshoe vortice was found in front of the monopile foundation, two were found in front of the other gravity-based foundations. The bed shear stress in the flow direction along the upstream symmetry line(y/D = 0, z/D = 0, -10 < x/D < 10) on the seabed was investigated. As a conclusion, the hexagonal Gravity-Based-Foundation was found to have a better behavior than monopile and 2 other gravity-based foundations. -
dc.description.tableofcontents 제 1 장 서론 1 1.1연구배경 1 1.1.1 해상 풍력 1 1.1.2 해상 풍력 터빈 기초 주위의 흐름 1 1.2 해상풍력터빈 기초 구조물 형식 2 1.2.1 모노파일 기초 (원통식 기초, monopole foundation) 2 1.2.2 중력식 기초 3 제 2 장 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics) 5 2.1 기본 유체동역학 이론 5 2.1.1 레이놀즈 수 (Reynolds number) 5 2.1.2 경계층(Boundary layer) 5 2.1.3 경계층 박리 및 보텍스 방출 8 2.1.4 무차원수 10 2.2 말굽 보텍스 시스템(Horseshoe vortex system) 11 2.3 세굴(Scour) 13 2.4 Navier-Stokes 방정식 14 2.5 난류 모델링(Turbulence Modeling) 14 2.5.1 난류(Turbulence) 14 2.5.2 직접 수치 시뮬레이션(Direct Numerical Simulation, DNS) 15 2.5.3 큰 에디 모사법(Large eddy simulation, LES) 15 2.5.4 레이놀즈 평균 나비에스톡스(Reynolds-Averaged Navier Stokes, RANS) 16 2.5.5 Detached Eddy Simulation (DES) 17 2.6 Spalart-Allmaras Delayed Detached Eddy Simulation (SADDES) 18 2.6.1 Spalart-Allmaras 난류 모델 18 2.6.2 DDES 19 2.7 난류 속도 프로파일 및 벽 방정식(wall functions) 20 2.8 OpenFOAM 22 2.8.1 격자(meshing) 및 전처리(pre-processing) 23 2.8.2 수치계산(solving) 23 2.8.3 후처리 24 제 3 장 전산 모델(Computational Model) 25 3.1 기하학 구조(Geometry) 25 3.1.1 Lillgrund 풍력 터빈 25 3.1.2 CFD 모델의 기하학 형태(geometry) 27 3.2 계산조건(Numerical Conditions) 30 3.2.1 레이놀즈 수 30 3.2.2 경계층(boundary layer) 30 3.3 메쉬(mesh) 34 3.4 수치방법 34 제 4 장 해석결과 35 4.1 속도 35 4.1.1 downflow 35 4.1.2 backflow 36 4.2 압력 37 4.2.1 등치선(contours) 37 4.2.2 등가면(isosurfaces) 40 4.3 와도(vorticity) 41 4.3.1 와류 구조(vortical structures) 41 4.3.2 와도(vorticity)의 강도 및 x, y, z성분 45 4.4 해저면 전단 응력(bed shear stress) 46 4.4.1 기초 표면 및 해저의 전단 응력 47 4.4.2 중앙 대칭선에서의 전단응력 49 제 5 장 결론 53 참고문헌 54 -
dc.language kor -
dc.publisher 한국해양대학교 대학원 -
dc.rights 한국해양대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다. -
dc.title OpenFOAM을 이용한 원통식 및 중력식 근해 기초 주변의 유동에 대한 CFD 시뮬레이션 -
dc.type Dissertation -
dc.date.awarded 2018-02 -
dc.contributor.alternativeName WANG HAIQING -
dc.contributor.department 대학원 해양공학과 -
dc.contributor.affiliation 한국해양대학교 대학원 해양공학과 -
dc.description.degree Master -
dc.subject.keyword Computational fluid dynamics(CFD, 전산유체역학); Monopole(모노파일, 원통식 기초), Gravity-Based-Foundation(GBF, 중력식 기초); Downflow, backflow(하향류w, 역류u); Bed sheer stress(해저 전단 응력); Horseshoe vortex(말굽 모양 와류, 말굽형 보텍스) -
dc.title.translated CFD Simulations of Flow around Monopile and Gravity-based Offshore Foundations by OpenFOAM -
dc.identifier.holdings 000000001979▲200000000139▲200000009569▲ -
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해양공학과 > Thesis
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