후면 폰투운 유무에 따른 비대칭 로터의 운동특성 변화에 대한 CFD 해석 연구

하윤진,신승호,박지용 한국해양환경·에너지학회 2023 한국해양환경·에너지학회지 Vol.26 No.2

본 연구에서는 폰투운 유무에 따른 Salter’s duck 형상의 비대칭 로터에 대한 규칙파 중 종동요 운동에 대한 CFD 해석을 수행하였다. CFD 해석결과들의 검증을 위하여 기존의 모형시험결과와 직접비교를 수행하였으며, 유체역학적인 운동특성을 검토하여 보았다. 기존의 모형시험결과에서는 폰투운 유무에 따라 서로 다른 로터의 고유주기를 가지며, 단주기 파도 영역에서 서로 다른 로터의 종동요 운동크기가 발생하였다. 이를 확인하기 위하여 CFD 해석으로 유체력계수들을 조사하였으며, 폰투운에 의한 로터의 파랑기진모멘트 변화로 인하여 고유주기 및 로터의 종동요 운동이 변화함을 확인하였다.

부유식 해상풍력 시스템 성능평가를 위한 수조모형시험 기법 고찰

하윤진,안현정,박세완,박지용,정동우,정재상,원영욱,한익승,김경환,이종훈 한국풍력에너지학회 2022 풍력에너지저널 Vol.13 No.4

Three similarities (i.e., geometrical similarity, kinematic similarity and dynamic similarity) between a prototype and model must be satisfied to perform an experiment for a floating offshore wind turbine (FOWT). For dynamic similarity, most of the model tests in ocean engineering basins are performed based on the Froude number, so the scale effect for the wind turbine of an FOWT occurs by different Reynolds numbers between the prototype and model. In this study, various model test techniques for overcoming the scale effect of the wind turbine part of the FOWT are investigated. Firstly, model test techniques using simple approaches are reviewed, and the advantages and disadvantages of the simple approaches are summarized. Secondly, the model test techniques in recent projects that apply improved approaches are introduced including advantages and disadvantages. Finally, new approaches applying digitalization are reviewed, and the characteristics of the new approaches are introduced.

규칙파 중 선수 플레어가 갑판침입수 충격압력에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

하윤진,이영길,정광열 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

갑판침입수 현상은 선체의 상하동요로 인한 상대파고의 상승으로 발생된다. 갑판 상으로 유입되는 갑판침입수의 충격압력 크기는 정수압보다 큰 압력을 선체 또는 상부구조물에 입히기 때문에, 갑판침입수 충격압력 감소에 관한 연구는 중요하다. 본 연구에서는 FPSO의 상부구조물에 발생하는 갑판침입수 충격압력을 감소시키기 위하여 선수 플레어에 관한 연구를 진행하였다. 선수 플레어만의 영향을 파악하기 위하여 갑판 형상의 영향이 없는 선수 플레어를 설계하여 일정한 각도로 증가시켰다. 또한, 규칙파 중에서 선체의 heave와 pitch의 운동 특성을 파악하여 선체 운동이 크게 일어나는 파장 영역과 건현 높이를 고려한 파고 영역에서 실험을 수행하였다. 갑판침입수에 미치는 선수 플레어의 영향을 파악하기 위하여 갑판과 수직 벽에는 파고계와 압력센서를 설치하여 선수 플레어 각도에 따른 정량적인 크기를 비교하였다. 또한, 갑판침입수에 미치는 선수 플레어 영향에 대하여 물리적인 특성을 파악하고자, 고속카메라 촬영을 통하여 갑판 상 유동을 관측하였으며, 선체를 강제동요 시킨 수치시뮬레이션을 수행하여 선수 플레어 근처의 유동 특성을 파악하였다. 선체 운동의 경우 선수 플레어가 미치는 영향이 거의 없으며, 선수 정면으로 유입되는 갑판침입수를 제어하지 못하는 것을 확인하였다. 선수 플레어는 선수 측면으로 유입되는 갑판침입수를 선체 바깥쪽으로 밀어내며, 갑판 상 갑판침입수의 양을 감소시켜 수직 벽 충격압력을 감소시키는 것으로 확인되었다. 이러한 갑판침입수 충격압력을 감소시키는 선수 플레어의 영향은 일정 각도 이상에서는 비슷한 결과를 보이고 있어, 적절한 선수 플레어 각도를 제시하였다. 본 연구 결과를 통하여, 갑판침입수 충격압력을 감소시키는 선수 플레어에 대한 물리적인 현상과 적절한 선수 플레어 각도를 제시하므로 선수 플레어 설계 시 참고자료로 활용 가능하도록 하였다.

「제2차 T.20 관광장관회의」 개최의 의미와 기대

하윤진 한국문화관광연구원 2010 한국관광정책 Vol.- No.41

후면 폰투운 유무에 따른 비대칭 로터의 비선형 운동성능특성에 대한 모형시험 연구

하윤진,박지용,노찬,신승호 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경·에너지학회지 Vol.23 No.4

In this study, regular wave tests were performed for pitch motion characteristics of a Salter’s duck type rotor model. In the model test, pontoons behind the rotor model, which is for the buoyancy of a truss-platform, were applied, and the different motion characteristics of the rotor model were investigated in accordance with existence and nonexistence of the pontoons. The experiments were performed in three different wave heights, and the experimental results were directly compared with frequency domain analysis results. From the model test, it could be found that the pontoons move the resonance period of the rotor, and the pitch motions of the rotor in the case of the relatively high wave height were largely varied in low wave periods compared to the resonance period of the rotor. Also, independently of the pontoons, the resonance periods of the rotor in three wave heights were moved to low wave period direction independently of the pontoons as the wave height rose. And the normalized pitch motions of the rotor by three wave heights decreased as the wave height rose. 본 연구에서는 Salter’s duck 형상 로터에 대한 규칙파 중 종동요방향 운동성능 모형시험을 수행하였다. 본 모형시험에서는 로터 설치를 위한 트러스 구조 플랫폼의 부력확보를 위한 로터 후면 폰투운을 모사하였으며, 그 유무에 따른 운동성능특성을 조사하였다. 모형시험은 선수파 중 세 가지 다른 파고에서 수행되었으며, 그 결과들은 주파수영역 해석과 직접 비교하여 보았다. 본 모형시험으로부터, 폰투운에 의하여 로터 종동요운동의 고유 파 주기가 이동함을 확인하였으며, 상대적으로 높은 파고에서는 로터의 고유 파 주기보다 단주기에서 폰투운에 의한 로터의 종동요운동변화가 큰 것을 확인하였다. 또한 폰투운 유무와 관계없이 세 가지 다른 파고에 의한 무차원화 된 로터의 종동요운동은 파고가 증가함에 따라 로터의 고유 파 주기가 단주기로 이동하며, 그 크기는 감소하였다.

파력발전 비대칭 로터의 주파수영역 발전성능 평가

하윤진(Yoon-Jin Ha),박지용(Ji Yong Park),노찬(Roh Chan),신승호(Seung Ho Shin) 한국해양환경·에너지학회 2019 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2019 No.11

본 연구에서는 주파수영역해석기법을 이용하여 비대칭 로터에 대한 운동해석을 수행하였다. 주파수영역해석결과는 기존의 모형시험결과와 직접 비교하였으며, 그 결과는 매우 유사함을 확인하였다. 본 로터의 경우에는 공지 파 주기 근처에서 가장 큰 종동요 운동을 보이며, 그리고 종동요 운동에 대하여 최적 PTO 감쇠계수를 추출하여 보았다. 그 결과로부터 평균발전량을 추정하였으며, 주파수영역해석기법을 이용한 발전량 추정의 기본 자료로 활용하고자 한다. In this study, a frequency domain analysis is carried out to investigate motion characteristics of rotor model. The result of the frequency domain analysis were directly compared with the existing model test results. The frequency domain analysis result are good agreement with the model test results. The pitch motion of the rotor model in resonance period is relatively larger than the pitch motions in other wave periods, and the optimal BPTO dampings are estimated from the frequency domain analysis. From the results, the absorbed powers are estimated from the estimated BPTO dampings. The results of this study could be used as the fundamental data to estimate the absorbed power using frequency domain analysis.

가동물체형 파력발전장치 WECAN Level 2 프로그램 개발 및 소개

하윤진(Y.J. Ha),박지용(J.Y. Park),오재원(J.W. Oh),이정희(J.H. Lee),천호정(H.J. Cheon),김재환(J.H. Kim) 한국해양환경·에너지학회 2022 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.11

파력발전용 비대칭 로터의 비선형 종동요 운동을 고려한 연간발전량 산출에 관한 연구

하윤진(Yoon-Jin Ha),박지용(Ji Yong Park),김경환(Kyong-Hwan Kim),신승호(Seung Ho Shin) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.7

본 연구에서는 별도의 CFD 해석을 이용하여 주파수영역해석에 의한 비대칭 WEC 로터의 추정된 연간발전량을 보정하는 연구를 수행하였다. 파고변화에 따른 CFD 해석에서는 파고가 증가함에 따라 입사파의 파고로 무차원화된 로터의 운동 크기가 감소하고 로터의 종동요 공진파 주기가 이동하는 현상이 발생하였다. 따라서 선형가정으로 이뤄진 주파수영역해석에 의한 추정된 연간발전량은 다소 과도하게 추정될 수 있기 때문에 CFD 해석결과로부터 그 추정된 연간발전량을 수정하였다. 그 결과로부터 파력발전장치 통합해석 발전량 추정프로그램 개발을 위한 기초자료를 확보하였다. In this study, estimated annual energy production of a asymmetric WEC rotor by a frequency domain analysis was modified using CFD simulations. In the CFD simulation according to wave heights, as increasing wave heights, normalized pitch motions of the rotor by wave heights of incoming waves decrease, and resonance periods of the rotor change in each wave height. The estimated annual energy production of the rotor by the frequency domain analysis was modified from the CFD simulation results, because the annual energy production can be overestimated from the frequency domain analysis based on the linear assumption. The results can be used as fundamental data for development of the establishment of integrated performance tool of wave energy converter

가동물체형 파력발전장치 연간발전량 추정 프로그램 개발

하윤진(Y.J Ha),박지용(J.Y. Park),김경환(K.K Kim),이정희(J.H Lee),오재원(J.W. Oh),노찬(C. Roh),장강현(G.H Jang),최장영(J.Y Choi),천호정(H.J Cheon),김재환(J.H Kim) 한국해양환경·에너지학회 2020 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2020 No.11

본 연구에서는 파력발전장치의 연간발전량을 추정할 수 있는 파력발전장치 통합성능 해석프로그램인 WECAN 프로그램 개발하고 이를 소개하였다. WECAN 프로그램은 진동수주형과 가동물체형 파력발전장치의 통합성능 해석이 수행될 수 있으며, 본 연구에서는 가동물체형 파력발전장치 통합성능 해석에 대하여서만 내용을 소개하였다. 파력발전장치의 연간발전량 추정방법들을 소개하고, 기존의 다른 파력발전장치 통합성능 해석 프로그램과의 차이점을 설명하였다. 본 프로그램은 보다 실용적인 프로그램이 되기 위하여 지속적으로 수정될 예정이다. WECAN program for the integrated performance analysis of wave energy converter was developed, and the WECAN program was introduced in this study. The WECAN program could be performed the integrated performance analysis for both an oscillating water column type and a floating body type, and the WECAN program for the floating body type was only introduced in this study. In this paper, the method for estimation of an annual energy production was introduced, and the difference with other integrated performance analysis program was explained. The WECAN program will be constantly modified to be more practical program.

주파수 영역해석을 이용한 비대칭 로터의 저파고 중 발전성능 평가

하윤진(Yoon-Jin Ha),박지용(Ji Yong Park),신승호(Seung Ho Shin),배윤혁(Yoon Hyeok Bae) 한국해양환경·에너지학회 2019 한국해양환경·에너지학회지 Vol.22 No.4