공기감쇠계수 이론해와 수치조파수조를 이용한 진동수주형 파력발전장치 구조물의 최적형상과 성능해석을 위한 수치 해석 연구

Q: 이 논문에서 정의한 공기감쇠계수란 무엇인가?

공기감쇠계수는 진동수주형 파력발전장치 챔버 내부의 공기압과 이를 전기에너지로 변환하는 에너지 변환 계수를 의미한다. 이는 Sarmento and Falcao(1985)가 제시한 터빈계수로서, 챔버 내 공기 유량과 압축성 공기의 스프링 효과 등을 고려하여 다양한 챔버 크기에 적용 가능한 이론해로 나타낸다.

Q: 진동수주형 파력발전장치의 최적 형상을 신속하게 결정하는 방법은 무엇인가?

연구 결과, 기존의 시행착오 방식이나 실험적 검증 없이도 이론해로 도출된 공기감쇠계수를 수치조파수조 기법에 직접 적용하여 OWC 초기 최적화 모델을 선정하고 효율을 계산할 수 있다. 이를 통해 목적하는 해상 조건에 따른 구조물의 최적 형상 및 효율을 신속하게 결정할 수 있다.

김동민; 민은홍; 구원철

doi:10.7846/JKOSMEE.2021.24.1.1

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김동민 (인하대학교) 민은홍 (인하대학교) 구원철 (인하대학교)

저널정보: 한국해양환경·에너지학회 한국해양환경·에너지학회지 한국해양환경·에너지학회지 제24권 제1호

발행연도: 2021.2

수록면: 1 - 8 (8page)

DOI: 10.7846/JKOSMEE.2021.24.1.1

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본 연구에서는 진동수주형 파력발전장치(Oscillating water column: OWC)의 에너지추출효율을 파악하기 위해 구조물 형상에 대한 매개변수 해석연구를 수행하였다. 다양한 챔버 크기에 적용이 가능한 이론해를 이용하여 챔버내 공기감쇠계수를 제시하고 이를 OWC에 적용하였다. 선형 포텐셜 이론에 기반을 둔 이차원 시간 영역 수치조파수조를 이용하여 이론해로 구한 공기감쇠계수를 적용한 OWC의 에너지 추출 효율을 구하고, 기존에 제시한 공기감쇠 계수 적용 연구 결과와 비교 검증을 수행하였다. OWC의 형상 매개변수 해석을 통해 챔버내 에너지추출효율을 계산하고 해상환경에 따른 최적의 형상조건을 제시하였다.

#Wave energy converter(파력발전장치) #Oscillating water column(진동수주) #Numerical wave tank(수치조파수조) #Analytic air damping coefficient(공기감쇠계수 이론해) #Energy extraction efficiency(에너지 추출효율)

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