프란시스 수차 축소 모델의 수력학적 성능 특성에 대한 형상 매개변수 연구

Q: 이 논문에서 정의한 표면 조도란 무엇인가?

표면 조도는 벽면과 유체의 흐름에 마찰을 발생시켜 유동에 영향을 미치고 수력학적 손실을 유발하는 형상 매개변수이다. 특히 실물 수차를 모델 수차로 상사할 때 기하학적 상사비율이 적용되어 모델 수차의 표면 조도가 매우 작아지므로, 제작 및 시험 시 반드시 고려해야 한다.

Q: 프란시스 수차 축소 모델의 수력학적 성능에 더 큰 영향을 미치는 형상 매개변수는 무엇인가?

연구 결과, 프란시스 수차 축소 모델의 수력학적 성능에는 가이드 베인 간극에 따른 영향보다는 표면 조도에 따른 영향이 더 크게 작용한다. 두 형상 매개변수를 동시에 고려했을 때 상호작용에 의한 뚜렷한 추가적인 손실은 나타나지 않았다.

김승준; 최영석; 조용; 최종웅; 김진혁

doi:10.5293/kfma.2018.21.5.013

학술저널

저자정보: 김승준 (과학기술연합대학원대학교) 최영석 (과학기술연합대학원대학교) 조용 (한국수자원공사) 최종웅 (한국수자원공사) 김진혁 (과학기술연합대학원대학교)

저널정보: 한국유체기계학회 한국유체기계학회 논문집 한국유체기계학회 논문집 제21권 제5호(통권 제110호)

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This paper presents a geometrical parametric study on the hydraulic performance characteristics of a small-scale Francis hydro turbine model. The upper and lower clearances on the variable guide vane and the surface roughness on each component of the turbine model were considered as geometric parameters. Three-dimensional steady-state Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) calculations with a shear stress transport (SST) turbulence model were performed to evaluate the hydraulic performance characteristics by varying these geometric parameters. Variable guide vane clearances and surface roughness were applied, respectively and simultaneously, to conduct flow analysis of the small-scale Francis hydro turbine model. Additionally, the loss distribution for each component of the turbine model was analyzed to obtain a better understanding of the effects of hydraulic performance on surface roughness. The results indicated it could be applied to the design and manufacture of a small-scale Francis hydro turbine model as the major geometric parameters.

#Francis Hydro Turbine(프란시스 수차) #Parametric Study(매개변수 연구) #Guide Vane Clearance(가이드 베인 간극) #Surface Roughness(표면 조도) #Hydraulic Performance(수력학적 성능)

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