벌브 수차 가이드베인 개도 변화의 영향에 관한 수치해석

이규명; 권욱; 이연원

doi:10.5916/jkosme.2019.43.7.528

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저자정보: 이규명 (Korea Marine Equipment Research Institute) 권욱 (Korea Marine Equipment Research Institute) 이연원 (Pukyong National University)

저널정보: 한국마린엔지니어링학회 Journal of Advanced Marine Engineering and Technology (JAMET) 한국마린엔지니어링학회지 제43권 제7호

발행연도: 2019.9

수록면: 528 - 534 (7page)

DOI: 10.5916/jkosme.2019.43.7.528

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본 연구에서는 가이드베인 개도 변화에 따른 벌브 수차의 성능을 확인하기 위하여, 이동격자기법을 이용하여 수차의 성능을 분석하는 방법을 정립하고, 이를 이용하여 시간에 따른 가이드베인 개도의 연속적인 변화과정을 수치모사하였다. 본 해석의 경우, 설계 사양에 따라 이론적으로 최적화 설계된 실물 수차 모델의 부근의 가이드베인 개도 57˚, 61.5˚, 66˚의 3가지 경우에 대해서 수차 모델을 분석하였다. 비정상상태 수치해석 결과, 정격 수두 9.2m, 회전수 171rpm, 가이드베인 개도 61.5˚일 때, 최대효율 89%로 확인되었으며, 가이드베인과 로터 사이의 유동장에서 수차 회전주파수의 4X에 해당되는 11.33Hz에서 가장 강한 맥동이 확인되었다. 흡출관에서는 와류로 인한 압력맥동이 확인되었으나 맥동 폭의 절대적인 크기는 BPF에서 발생하는 3000~3400Pa²/Hz에 비해 매우 작은 150~180Pa²/Hz 수준인 것으로 확인되었다.

#벌브 터빈 #전산유체역학 #이동격자기법 #가이드베인 개도 #효율 #진동 #Bulb turbine #Computational fluid dynamics(CFD) #Moving mesh method #Guide vane opening #Efficiency #Vibration

참고문헌 (10)

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1999 / IEC 60193 Standard Hydraulic Turbine, Storage Pumps and Pump-Turbine-Model Acceptance Tests / International Electrotecchinic Commision

M. Kaniecki / 2016 / CFD analysis of high speed Francis hydraulic turbines / Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery 131:111~120

Viet Luyen Vu / 2018 / Study on swirl flow in a draft tube of a bulb hydro turbine model / 한국마린엔지니어링학회지 42(10):812~817

김도엽 / 2018 / 115kW급 벌브형 수차의 설계와 성능분석 / 한국마린엔지니어링학회지 42(4):304~311

H. Benigni / 2007 / Stationary and transient numerical simulation of a bulb turbine / Proceedings of the 5th IASME/WSEAS International Conference on Fluid Mechanics and Aerodynamics :135~140

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