Journal of Advanced Marine Engineering and Technology

The Korean Society of Marine Engineering (한국마린엔지니어링학회)
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Software Development for the Performance Evaluation and Blade Design of a HACT by BEMT

블레이드요소 운동량 이론에 의한 수평축 조류발전용 터빈 블레이드 설계 및 성능평가 소프트웨어 개발

  • 모장오 (한국해양대학교 해양에너지전문인력양성사업단) ;
  • 김만응 (한국선급 에너지.환경사업단) ;
  • 현범수 (한국해양대학교 조선해양시스템공학부) ;
  • 김유택 (한국해양대학교 기관시스템공학부) ;
  • 오철 (한국해양대학교 기계·에너지시스템공학부) ;
  • 이영호 (한국해양대학교 기계.에너지시스템공학부)
  • Received : 2010.10.27
  • Accepted : 2011.01.04
  • Published : 2011.01.31
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Abstract

In this study, we have established the design techniques, with which we can design and evaluate performance of blades on a horizontal axis current turbine, by application of blade element momentum theory considering the blade tip's loss model, and finally developed the domestic software(MCT-blade V2.0). We have designed and evaluated performance of blades for the 2MW class by using of the software, and confirmed its calculation results from BEMT by comparing those results from commercial code of ANSYS FLUENT. In a state of rated velocity 2.5m/s, the mechanical power from BEMT is calculated as 2,121kW, which is considered to satisfy the electrical power, but the value from CFD is calculated as 1,901kW, which is considered a little deficient for the target output.

본 연구에서는 수평축 조류발전용 터빈 블레이드 설계 및 성능평가가 가능하도록 블레이드 끝단 손실모델을 고려한 블레이드요소 운동량 이론을 적용하여 설계를 수행함으로써 관련 설계기법을 확립하였고 최종적으로 설계 및 성능평가를 위한 국산 소프트웨어의 개발을 완료하였다. 개발된 성능평가 소프트웨어인 MCT-Blade V2.0을 통해 2MW급 블레이드 설계 및 성능평가를 수행하였으며, ANSYS FLUENT 상용코드를 이용하여 BEMT에 의한 성능평가 결과의 타당성을 검증하였다. 2.5m/s 정격유속에서 BEMT에 의한 기계적 출력은 2,121kW로써 전기적 출력을 만족하였지만, CFD에 의한 기계적 출력은 1,901kW로써 목표출력에 다소 부족한 결과를 보였다.

Keywords

References

  1. 모장오, 김범석, 김만응, 오철, 이영호, "BEMT를 적용한 피치제어형 수평축 풍력터빈 블레이드 설계 및 성능평가 소프트웨어 개발", (사)한국풍력에너지학회 춘계학술대회, 2010
  2. 모장오, 수평축 풍력발전용 터빈의 공력성능 및 소음예측에 관한 수치적 연구, 한국해양대학교 공학박사학위논문, 2009
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