조류발전 축소모형 시험을 위한 수평형 회류수조의 유동 특성 분석

Abstract

조류발전기는 조류를 이용한 발전 시스템으로 CO2 배출로 인한 환경오염과 지구 온난화 문제를 해결할 수 있는신재생 에너지 중 하나이다. 조류 발전기의 상용화를 위해서는 발전기의 성능예측을 위해 축소모형 시험이 필수로 요구된다. 본 연구에서는 조류 발전기의 축소모형 시험을 위해 수평형 회류수조의 유동 특성을 입자영상유속계를 활용하여분석하였다. 특히 설정 유속 0.5, 0.75, 1 m/s에서 유속 분포와 난류 강도를 계측하였다. 수평형 특성으로 인해 최대유속은 관측부의 가장 외곽에, 최저 유속은 단면의 중앙에서 내측에 각각 형성되었다. 난류 강도의 경우 유속이 증가할수록 비례적으로 증가하였으며 내측에서 외측으로 멀어짐에 따라 비례적으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 유동가시화결과를 통해 수평형 회류수조에서 중앙부 부근과 외측 영역에서 평탄한 유속 구역이 존재함을 확인하였다. 이러한 결과는 향후 조류 발전기를 비롯한 수중 구조체와 더 나아가 수중에서 무인 로봇 등을 평가하는 시험 설계에 다양하게 활용될 것으로 기대한다.