Abstract
This study showed that numerical simulation can be effectively used to analyze discharge capacity according to the form and arrangement of the lock gate of a tidal power plant. For the numerical simulation, FLOW-3D with Reynolds-averaged Navier-Stokes equation as a governing equation was used. This study found that improvement of apron length and approach angle of guide wall of the lock gate causes differences in discharge capacity of $10\%$ or more. In addition, there was a difference of discharge capacity caused by the connecting structures of the drainage gate and hydraulic turbine structure and the side slope at the end of apron. This study also showed that hydraulic investigation to enhance a discharge capacity is needed when the lock gate is designed and that numerical model experiments can be a useful analysis tool to design the drainage structure, as well as the hydraulic model experiment.
본 연구에서는 조력발전소 배수갑문의 형상과 배치에 따른 방류능력을 해석하는데 3차원 수치모의가 효과적으로 이용될 수 있음을 보였다. 3차원 수치모형은 RANS를 지배방정식으로 하는 FLOW-3D 모형을 이용하였다. 본 연구결과 배수갑문의 방류능력은 물받이길이와 도류벽의 접근각도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 이의 개선 여부에 따라 $10\%$ 이상의 방류량 차이가 발생하였다. 또한 방류량은 배수문과 수차구조물을 연결하는 구조물의 형상과 물받이 끝 사면경사의 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 배수갑문의 설계시 방류능력 개선을 위해서는 수리학적 검토가 필요하며, 수치모형실험이 수리모형실험과 더불어 유용한 해석도구로 이용될 수 있음을 보였다.
