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Performance of Oscillating Water Column type Wave Energy Converter in Oblique Waves
김길원,현범수,홍기용,류진,Jin, Jiyuan,Hyun, Beom-Soo,Hong, Keyyong,Liu, Zhen The Korean Society for Marine Environment and Ener 2014 한국해양환경·에너지학회지 Vol.17 No.3
진동수주형 파력발전시스템의 성능은 OWC챔버의 형상 뿐만 아니라 입사파의 각도와 터빈의 효과로 인한 압력강하등과 같은 작동환경의 영향도 받는다. 기존의 대부분 연구들은 파랑에너지 흡수효율에 초점을 맞췄기 때문에 입사파 방향이 OWC챔버 입구면과 직각을 이룬다는 가정 하에 수행되었다. 하지만 실해역에서는 입사파가 해양환경에 따라 사파의 형태로 입사하게 될 것이고, 고정식 구조물인 경우에는 그 영향이 더욱 지배적이다. 본 논문은 실험 및 수치해석적인 방법으로 사파중 OWC챔버의 성능에 대하여 고찰하였다. 실험은 3차원 조파수조를 이용하여 다양한 입사파 각도조건에서 수행하였다. 터빈의 영향을 고려하기 위하여 오리피스를 적용하여 챔버내 진동수주의 수위 변동을 계측하였다. VOF모델을 기반으로 한 수치조파수조를 구축하여 실험과 동일한 조건으로 계산을 수행하여 실험결과와 비교분석하여 공기실과 그 인근의 유동변화를 고찰하였다. In an oscillating water column (OWC)-type wave energy conversion system, the performance of the OWC chamber depends on the chamber shape, as well as the incident wave direction and pressure drop produced by the turbine. Although the previous studies on OWC chambers have focused on wave absorbing performance in ideal operating conditions, incident waves do not always arrive normally to the OWC chamber in real sea conditions, especially in fixed devices. The present study deals with experiments and numerical calculations to investigate the effects of wave direction on the performance of the OWC chamber. The experiments were carried out in a three-dimensional wave basin for five different wave directions, including the effect of turbine using the corresponding orifice. The wave elevation inside the chamber was measured at the center point under various incident wave conditions. The numerical study was conducted by using a numerical wave tank-based volume-of-fluid model to compare the results with experimental data and to reveal the detailed flows around the chamber.
김길원(Jiyuan Jin),홍기용(Kyyong Hong),김영덕(Youngduck Kim),현범수(Beom-soo Hyun),류황진(Hwangjin Ryu) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5
진동수주형 파력발전시스템은 안정된 작동환경 때문에 널리 사용되는 시스템 중의 하나이다. 진동수주형 파력발전시스템은 크게 3단계의 에너지변환을 거치게 되는데, 각 단계 마다 필요한 에너지변환장치의 설계가 필요하다. 본 논문은 1차 에너지변환장치인 OWC 챔버와 2차 에너지변환장치인 임펄스터빈의 표준설계를 수행할 수 있는 S/W를 개발하여 소개하고자 한다. Because of the steady operating condition the OWC type wave energy converter is the most widely used device. The device need three state of energy converting process to generate the electrical power form the wave energy. Therefore, the design of each converting system is the most important and difficult work. This paper deals with the development of standard design S/W for OWC chamber and Impulse turbine, which act as 1st and 2nd energy converting function.
Look-up Table을 이용한 용수 시험발전소 성능예측 및 설계 S/W 구축
김길원(Jiyuan Jin),홍기용(Keyyong Hong),현범수(Beom-Soo Hyun),이태우(Taewoo Lee) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
본 논문은 제주 용수리에 설치되는 시험파력발전소의 성능을 효율적으로 예측하기 위하여 Look-up Table을 이용한 성능예측 패키지 및 시스템 설계를 위한 설계 패키지를 구축하여 실제 예를 적용하여 실행함으로서 유용성을 검증하였다. Look-up Table은 1차 에너지 변환 장치인 OWC 공기실의 성능 D/B, 2차 에너지 변환 장치인 Turbine 성능 D/B 그리고 OWC-Turbine 통합 성능 D/B를 포함하고 있다. Visual C++를 이용하여 각 D/B를 모듈화 하여 실행 할 수 있는 프레임을 구성하였다. CFD를 이용한 시스템 설계를 위하여 각 변환장치의 설계과정을 단계별로 나누어 GUI에 표현 하였고, 각 단계에 필요한 Manual를 상세하게 작성하여 연동함으로서 사용자의 실력과 관계없이 설계가 가능하도록 구축하였다. Present paper deals with the construction of performance evaluation and design package for OWC pilot in Jeju Korea. The performance Look-up Tables are employed to construct the evaluation package and the CFD method based on Fluent 12.0 are employed to construct the design package. The performance Look-up Table contains three parts such as turbine performance, OWC system performance and orifice performance. The GUI frame based on Visual Studio are established to contain each module. The hydro power of turbine and pressure drop under practical flow rate and RPM can be the output in turbine module, the flow rate in the duct under practical wave height and period can be the output in OWC system module. In the orifice module, the pressure drop can be the output under practical flow rate.