시간영역 포텐셜 유동해석에 기반한 진동수주 파력발전장치의 유체동역학적 성능에 미치는 방파제 영향에 관한 수치 연구

Abstract

본 연구에서는 시간영역 포텐셜 유동해석 기법을 활용하여 경사형 진동수주 파력발전장치의 유체동역학적 성능을 수치적으로 계산하였고, 인접한 방파제 구조물이 진동수주실의 1차 에너지 변환 성능에 미치는 영향을 분석하였다. 진동수주 파력발전장치의 터빈작동으로 인해 공기실 내부에 발생하는 압력강하는 유속에 비선형적으로 비례하도록 수치모델에 반영하였다. 압력강하모델의 적용을 통해 시간흐름에 따른 터빈과 진동수주실의 연성효과를 모사하였고, 이는 모형시험의 결과와 비교를 통해 수치모델의 타당성을 확인하였다. 방파제 구조물과 파랑간의 상호작용으로 인해 발생된 정상파는 진동수주실 주변에 공간적으로 분포되었다. 정상파의 곡(anti-node)이 진동수주실 전면에 위치할 경우에 공압발전량이 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 유동장의 공간분포는입사파장과 방파제의 길이에 따라 변화하였고, 이 변동성은 방파제 길이보다 짧은 입사파에서 부각되는 것으로 나타났다. 방파제와 입사파의 상호작용을 보다 엄밀히 모사하기 위해서는 수치기법의 고도화가 요구되며, 이를 위해 방파제 모델링 방법에 따른진동수주실의 응답특성을 분석하였다.