심해공학수조 바람발생장치 유동성능 개선을 위한 연구

Abstract

최근친환경 신재생 에너지에 대한 국제적인 수요 및 관련 기술에 대한 개발 요구가 증대됨에 따라 신재생 에너지 해상플랫폼들에 대한 고도화된 운동성능 평가가 요구되고 있다. 이러한 친환경 해상플랫폼들, 예로써 해상풍력 및 파력발전 플랫폼들은 불규칙 파랑뿐만 아니라 바람과 조류에 의한 복합외란을 동시에 겪게 되므로 복합환경하중의 상호작용에 따른 해양 구조물의 운동성능 평가는 모형시험에 있어서 대단히 중요하다. 파랑-바람-조류 환경의 동시 구현과 함께 해양구조물 모형수행 시험이 가능한 심해공학수조는 최근 해상풍력플랫폼의 성능 평가에 대한 수요 급증에 따라 정도 높은 바람 하중 구현을 위해 바람발생장치의 유동성능에 대한 개선을 수행하였다. 기존 바람발생장치의 경우 4×12 배열의 팬이 동시에 작동하여 바람을 생성할 수 있도록 고안되었으나 폐쇄 풍동과 달리 열린 공간 내에서 운영되므로 바람의 확산으로 인한 속도 손실과 불균일성의 증가가 불가피하였다. 이에 바람 성능을 개선하기 위한 방안으로 바람발생장치 토출구의 형상 변경을 수행하였으며 설계 인자 변경에 따른 바람 성능을 수치해석(CFD)를 통해 평가하고 우수 설계 인자를 도출하였다. 최종 설계자료를 바탕으로 개선된 바람발생장치 토출구를 제작/설치 하였으며, 최종적으로 심해공학수조 내에서 실험성능을 평가하여 바람발생장치의 유동성능 개선에 대하여 고찰하였다.