• 제목/요약/키워드: Tidal stream

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유체-구조 연성을 고려한 100 kW급 수평축 조류발전 터빈의 단독성능 해석 (Fluid-Structure Interaction Analysis for Open Water Performance of 100 kW Horizontal Tidal Stream Turbine)

  • 박세완;박선호;이신형
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.20-26
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    • 2014
  • 조류발전 터빈의 효과적인 설계를 위해서는 날개의 변형을 고려한 해석이 필요하다. 날개에 가해지는 유체 하중은 날개 구조를 변형시키고, 터빈의 성능에 영향을 초래한다. 본 연구에서는 수평축 조류발전 터빈의 단독성능을 해석하는 전산유체역학 해석 절차를 개발하였다. 개발한 절차를 이용하여 조류발전 터빈의 성능을 예측하였고 실험결과와 비교하여 검증하였다. 검증된 전산유체역학 방법을 이용하여 복합재 터빈 날개에 대한 유체-구조 연성해석을 수행하였고 강체로 이루어진 터빈 날개에 대한 전산유체역학 해석 결과와 비교하였다.

CFD를 사용한 인천대교 충돌방지공 주변의 조류 흐름장 해석 (Analysis of Tidal Stream around Ship Impact Protection of Incheon Bridge Using CFD)

  • 김건우;오상호;이진학;권오정
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.169.2-169.2
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    • 2010
  • Recently, the massive offshore bridges in a ship passage have been constructed on the sea. Therefore, the ship impact protection for the bridge-piers are installed to consider the possibility of vessel collision danger. Due to the ship impact protection, the flow-field characteristics are changed in comparison with the condition without the ship impact protection. Especially, the fluid velocity between the pier and the ship impact protection is possible to increase due to the contraction of the cross sectional area of flow. In this study, the tidal energy magnitude around the ship impact protection of Incheon bridge is assessed by simulating the flow-field by using FLOW-3D software.

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Performance Research of Counter-rotating Tidal Stream Power Unit

  • Wei, Xuesong;Huang, Bin;Liu, Pin;Kanemoto, Toshiaki
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제9권2호
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    • pp.129-136
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    • 2016
  • An experimental investigation was carried out to improve the performance of a counter-rotating type horizontal-axis tidal stream power unit. Front and rear blades were designed separately based on modified blade element momentum (BEM) theory, and their performances at different conditions of blade tip speed ratio were measured in a wind tunnel. Three different groups of blades were designed successively, and the results showed that Group3 possessed the highest power coefficient of 0.44 and was the most satisfactory model. This experiment shows that properly increasing diameter and reducing chord length will benefit the performance of the blade.

A Study of Performance estimate and Flow Analysis of the 100kW Counter-Rotating Marine Current Turbine by CFD

  • 김문오;김창구;이영호
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.166.1-166.1
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    • 2011
  • The rotor design is fundamental to the performance and dynamic response of the Counter-rotating marine tidal current turbine. The wind industry has seen significant advancement single rotor blade technology, offering considerable knowledge and making it easy to transfer to tidal stream energy converters. In this paper, 3D flow and performance an alysis on a 100 kW counter-rotating marine current turbine blade was carried out by using the 3-D Navier-Stokes commercial solver(ANSYS CFX-11.0) to provide more efficient design techniques to design engineers. The front and rear rotor diameter is 8m and the rotating speed is 24.72rpm. Hexahedral meshing was generated by ICEM-CFD to achieve better quality of results. The rated power and its approaching stream velocity for design are 100 kW and 2 m/s respectively. The pressure distribution on the blade's suction side tells us that the pressure becomes low at the leading edge of the airfoil as it moves from the hub to the tip.

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HAT 임펠러 설계 비교 연구 (Comparative Study on Horizontal Axis Turbine(HAT) Impeller Design)

  • 김문찬;신병철;이주현;이신형;현범수;남종호
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.105-111
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    • 2010
  • 조류발전용 HAT 임펠러 설계에 대한 성능 비교 연구를 통하여 설계 개선방향에 대하여 고찰해 보았다. 기존의 조류발전용 임펠러는 풍력에서 사용하고 있는 설계 개념을 그대로 사용하는 경향이 있으며 밀도 차이가 크고 풍력과는 다른 조류발전의 특성을 고려하여 새로이 설계된 임펠러와 기존의 임펠러를 비교하였다. 향후 계산에 의한 비교 뿐 아니라 실험 그리고 경사류등과 같은 특수한 경우에 대한 검증을 수행할 계획이다.

Unsteady flow around a two-imensional section of a vertical axis turbine for tidal stream energy conversion

  • Jung, Hyun-ju;Lee, Ju-Hyun;Rhee, Shin-Hyung;Song, Mu-Seok;Hyun, Beom-Soo
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제1권2호
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    • pp.64-69
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    • 2009
  • The two-dimensional unsteady flow around a vertical axis turbine for tidal stream energy conversion was investigated using a computational fluid dynamics tool solving the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations. The geometry of the turbine blade section was NACA653-018 aiifoil. The computational analysis was done at several different angles of attack and the results were compared with the corresponding experimental data for validation and calibration. Simulations were then carried out for the two-dimensional cross section of a vertical axis turbine. The simulation results demonstrated the usefulness of the method for the typical unsteady flows around vertical axis turbines. The optimum turbine efficiency was achieved for carefully selected combinations of the number of blades and tip speed ratios.

온천천 하류 적조 원인생물의 동정 및 발생 특성 (Identification of Red Tide-causing Organism and Characteristics of Red Tide Occurrence in the Oncheon Down Stream, Busan)

  • 김미희;지화성;조정구;조순자
    • 한국물환경학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.285-292
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    • 2018
  • This study was performed in order to identify the red tide-causing organism and to understand the characteristics of the water quality during the winter of 2015 and 2016 in the Oncheon stream, a tidal river in Busan, where red tide often occurs in the wintertime. Two sites were selected on the stream and the surface water was sampled a total of 28 times during the experimental period. Twelve water quality characteristics, including water temperature, pH, DO, COD, total-N (T-N), total-P (T-P), and salinity were analyzed in order to test water quality. The cell numbers of cryptomonads were counted directly by microscopic observation. The nucleotide sequences of the partial 28S rRNA gene and psbA gene from metagenomic DNA, derived from each sampling site, were analyzed. According to the results, the alga most responsible for the bloom was identified as Teleaulax OC1 sp., which belongs to the cryptomonads. Three items of chl-a, pH, and DO were positively correlated with the cell numbers of the cryptomonads counted at the upper stream of the tidal area (St 1) while eight items of chl-a, TOC, BOD, total-N, COD, SS, pH, and DO were positively correlated with the cells located at the junction between the stream and Su-young river (St 2) in the order.

Landsat 위성 영상을 활용한 강원도 양양군 남대천 연안 하구사주 갯터짐 환경 모니터링 (Monitoring of the Estuary Sand Bar Related with Tidal Inlet in Namdaecheon Stream using Landsat Imagery)

  • 장지원;엄진아;정대교;이창욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권5_1호
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    • pp.481-493
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    • 2017
  • 강원도 양양에 위치한 남대천은 하구로 육상 환경과 해양 환경의 점이지대이다. 하구는 다양한 연안환경을 형성해 지구 생태계 중 생태적 가치가 높은 환경으로 남대천에 출연하는 종 중 일부 고유종은 우리나라에서 매우 희소하게 출현되어 보호가 필요하며, 모천 회귀어류인 연어는 우리나라에서 70% 이상이 남대천으로 회귀한다. 남대천과 같은 하구에서는 사주가 보편적으로 나타나며, 시간이 지남에 따라 그 모양이 변하는 것을 관찰할 수 있다. 하구 사주의 변화는 생태 환경의 변화를 야기하므로 지형 변화의 원인 분석과 지속적인 모니터링이 필요하다. 이에 본 연구에서는 남대천 하구 사주에서 일어나는 지형 변화인 '갯터짐' 현상이 일어나는 조건과 그 위치 변화의 원인에 대해 알아보고자 한다. 남대천 하구 사주의 지형 분석을 위해 미국 지질 조사국(USGS)에서 제공하는 Landsat 위성영상으로 1984년부터 약 40년간의 하구 사주의 면적과 갯터짐의 위치 변화를 관찰하였으며, 이를 평균 해류 벡터, 강수량 그리고 조위와 비교하였다. 그 결과 사주는 시간의 흐름에 따라 그 위치와 형태가 계속 변화하는 것을 확인하였다. 계절이나 연대별 특징은 나타나지 않았으며, 연안류의 방향에 영향을 받는 것으로 생각된다. 강수량과 조위를 하구 사주의 면적과 비교한 결과 강수량과 조위가 증가할수록 사주 면적이 감소하는 것을 확인하였다.

조류발전용 로터 블레이드의 최적 형상 설계 (Optimal Rotor Blade Design for Tidal In-stream Energy)

  • 양창조
    • 해양환경안전학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.75-82
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    • 2011
  • 해양에너지는 아직 개발되지 않은 가장 유망한 재생 및 청정에너지 자원 중 하나이다. 특히 우리나라는 세계적으로 보기 드문 조류발전의 적지이며, 이를 이용하기 위해서는 각 해역에 적합한 조류에너지 변환 장치의 개발이 매우 필요하다. 따라서 본 연구에서는 조류발전 방식 중 수평축 로터 블레이드의 최적형상 설계 및 성능평가를 목적으로 날개 끝 손실 모델을 포함하는 날개요소 운동량이론을 적용한 조류터빈 설계기법을 제안하고, 100 kW급 로터 블레이드를 설계하였다. 또한 블레이드 국부위치에서 주속비에 따른 Prandtl의 날개 끝 손실 변화를 비교하였으며, 정격 날개 끝 속도비에서 NACA63812를 사용하여 설계된 로터 블레이드의 동력계수는 0.49로 우수한 성능을 나타내었다.

수치모형을 통한 함평만과 해제반도 주변해역의 조류 및 조석잔차류 분포 (Tidal and tide-induced residual currents around Hampyung Bay and Hajae Peninsula by numerical simulation)

  • 추효상
    • 수산해양기술연구
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    • 제56권2호
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    • pp.114-125
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    • 2020
  • In order to understand the currents around Hampyung Bay and Haeje Peninsula, 2D numerical simulations for tidal currents and tide-induced residual currents were carried out. Dominant semidiurnal tidal currents have reversing form and flow NNE-SSW from northern Haeje Peninsula to Songi Island, E-S at northern Haeje Peninsula and NNW-SSE in Hampyung Bay. In flood, a part of currents from Imja Island~Nakwhol Island flow along the main stream flowing northeast at offshore region and the rest flow into Hampyung Bay flowing east along the northern coast of Haeje Peninsula. In ebb, currents from Hampyung Bay flow west along the northern coast of Haeje Peninsula and run together with the main stream flowing southeast at offshore region. The currents create an anticyclonic circulation in flood and a cyclonic circulation in ebb around Haeje Peninsula including Hampyung Bay. Tidal currents are accumulated on Doripo which located at the entrance of Hampyung Bay and show high current velocities. Tidal currents and tide induced residual currents are weak at the inside of Hampyung Bay which has narrow entrance, shallow water depth and wide intertidal zone. An anticyclonic eddy is formed around Gaksi Island as a result of tide induced residual currents. In northern coast of Haeje Peninsula, slow constant currents flow east. It is expected that a gradual change of sediment and an increase of flushing time for suspended materials are carried by tidal currents occurring in Hampyung Bay.