Numerical study on performance analysis of a variable camber hydrofoil used in a flapping tidal stream turbine.
- Abstract
- 이번 연구에서는 유체의 운동에너지를 활용하기 위해 거북이를 모방한 플래핑 수중익 터빈의 개념 설계를 소개합니다. 상세설계 단계 전에 가변 캠버를 사용하여 단일 플래핑 터빈 시뮬레이션을 진행했습니다. 시뮬레이션에서 가변 캠버 수중익은 복잡성이 약간 증가함에도 불구하고 플래핑 수중익 터빈의 출력 성능을 향상시키는 우수한 결과를 보여줍니다. 자체 개발된 전산 유체역학 프로그램을 활용한 실제 발전에 근접한 조건 하의 매개변수 연구에서는, 수중익의 캠버가 증가하여도 고정 캠버의 경우 효율이 증가하지 않는 경향이 있음을 보여줍니다. 따라서 가변 캠버는 플래핑 수중익 터빈의 효율 향상 측면에서 꼭 필요한 방법임을 확인할 수 있었습니다.
- Issued Date
- 2022
- Awarded Date
- 2022. 2
- Type
- Dissertation
- Alternative Author(s)
- 하이, 응웬 레 당
- Affiliation
- 제주대학교 대학원
- Department
- 대학원 에너지응용시스템학부 기계공학전공
- Advisor
- 고진환
- Table Of Contents
- Acknowledgements i
Dissemination ii
Table of Contents iii
List of Figures v
List of Tables viii
Nomenclature ix
Abstract (Hangul) xi
Chapter 1 Introduction 1
1.1 Overview of tidal stream turbine 1
1.2 Overview of flapping hydrofoil turbine (FHT) 3
1.3 Previous researches on performance analysis 7
1.4 Morphology of hydrofoil used in FHT 9
1.5 Scope and outline of this dissertation 13
Chapter 2 Flapping tidal stream turbine 15
2.1 Three features inspired by a marine creature 15
2.2 Sub conclusion 22
Chapter 3 Response and power analysis 23
3.1 Variable camber mechanism 23
3.2 Hydrodynamics prediction of a cambered hydrofoil 27
3.2.1 XFOIL as predicting tool 27
3.2.2 Hydrodynamics of cambered hydrofoil 32
3.3 Dynamic model as an estimating tool 35
3.3.1 Dynamic model validation 37
3.4 Response analysis 38
3.4.1 Response of scenario 1 39
3.4.2 Response of scenario 2 42
3.5 Power analysis 43
3.5.1 Power of scenario 1 43
3.5.2 Power of scenario 2 53
3.6 Sub conclusion 60
Chapter 4 Parametric study on power performance 62
4.1 Computational Fluid Dynamics tool 62
4.1.1 Validation of the in-house code 66
4.2 Performance analysis 70
4.2.1 Kinematics of right-swing configuration 70
4.2.2 Forces and flow characteristics 71
4.3 Parametric analysis 75
4.3.1 Isocontour map of camber variation for first half of a cycle, t/T = 0 ~ 0.5 81
4.3.2 Isocontour map of camber variation for second half of a cycle, t/T = 0.5 ~ 1 83
4.3.3 Isocontour map of camber variation for full cycle, t/T = 0 ~ 1 85
4.4 Sub conclusion 86
Chapter 5 Conclusion and further work 88
5.1 Conclusion 88
5.2 Further work 89
References 91
- Degree
- Doctor
- Publisher
- 제주대학교 대학원
- Appears in Collections:
- Faculty of Applied Energy System > Mechanical Enginering
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