다리우스 터빈 성능에 대한 가변 형상 블레이드의 영향 연구

Abstract

다리우스 터빈은 수직축 방식으로 대표적 유동 터빈 중 하나이나 낮은 효율, 흔들림 등 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 가변 형상 블레이드를 구현하고 이를 통한 성능 향상 여부를 개수로 실험을 통해 알아보고자 하였다. 가변 형상의 경우 가변 피치와 가변 피치-캠버가 사용되었고 가변 피치-캠버의 경우는 항공기의 플랩(flap)에 근거한 메커니즘이 고안되었다. 가변 피치와 가변 피치-캠버 두 가지 경우 모두 한계 피치각 10도에서 고정 피치와의 차이점이 두드러졌으며, 효율 증가와 낮은 TSR(tip speed ratio)로의 이동으로 성능이 향상됨을 확인하였다. 또한 가변 피치-캠버의 TSR이 피치와 캠버의 중첩 효과에 기인하여 가변 피치의 TSR보다 더 낮은 값으로 이동하는 것을 확인하였다. 본 실험 연구를 통해 가변 형상 블레이드의 성능 향상 가능성을 볼 수 있었고 향후 이에 대한 실용적인 실험 검증 연구들을 통해 다리우스 터빈의 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대된다.