Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference (한국항해항만학회:학술대회논문집)

Korean Institute of Navigation and Port Research (한국항해항만학회)
권호 표지

Numerical Study based on Three-Dimensional Potential Flow in Time-Domain for Effect of Wave Field Change due to Coastal Structure on Hydrodynamic Performance of OWC Wave Energy Converter

연안 구조물로 인한 파동장의 변화가 진동수주 파력발전장치 유체성능에 미치는 영향에 관한 3차원 시간영역 포텐셜 유동 기반의 수치 연구

  • Kim, J.S. (Offshore Plant and Marine Energy Research Division, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering) ;
  • Nam, B.W. (Department of Naval Architecture and Ocean Engineering, Seoul National University) ;
  • Park, S. (Offshore Plant and Marine Energy Research Division, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering) ;
  • Kim, K.H. (Offshore Plant and Marine Energy Research Division, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering) ;
  • Shin, S.H. (Offshore Plant and Marine Energy Research Division, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering) ;
  • Hong, K. (Offshore Plant and Marine Energy Research Division, Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering)
  • 김정석 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트.에너지연구부) ;
  • 남보우 (서울대학교 조선해양공학과) ;
  • 박세완 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트.에너지연구부) ;
  • 김경환 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트.에너지연구부) ;
  • 신승호 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트.에너지연구부) ;
  • 홍기용 (선박해양플랜트연구소 해양플랜트.에너지연구부)
  • Published : 2019.11.20
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Abstract

In this study, the effects of the wave field changes due to the coastal structure on the hydrodynamic performance of the OWC wave energy, converter are analyzed using a three-dimensional numerical wave tank technique (NWT). The OWC device is simulated numerically by introducing a linear pressure drop model, considering the coupling effect between the turbine and the OWC chamber in the time domain. The flow distribution around the chamber is different due to the change of reflection characteristics depending on the consideration of the breakwater model. The wave energy captured from the breakwater is spatially distributed on the plane of the front of the breakwater, and the converted pneumatic power increased when concentrated in front of the chamber. The change of the standing wave distribution is repeated according to the relationship between the incident wavelength and the length of the breakwater, and the difference in energy conversion performance of the OWC was confirmed.

본 연구에서는 3차원 수치조파수조기법을 이용하여 연안 구조물로 인한 파동장의 변화가 진동수주 파력발전장치의 유체동역학적 성능에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하였다. 진동수주 파력발전장치는 선형 압력강하모델을 도입을 통해 시간에 따른 터빈-진동수주실간의 연성효과를 고려하여 수치적으로 모사하였다. 방파제 모델의 고려유무에 따라 반사특성의 변화로 인해 진동수주실 주변의 유동분포는 서로 다른 것으로 나타났다. 방파제로부터 포획된 파랑에너지는 방파제 전면의 평면상에 공간적으로 분포되었는데, 진동수주실 전면에 집중된 경우에 변환된 공력발전량은 급격히 높아졌다. 정상파 분포의 변화는 입사파장과 방파제의 길이의 관계에 따라 반복적으로 나타났으며, 이로 인한 진동수주실의 에너지변환 성능의 차이를 확인하였다.

Keywords