벌브 수차 갱신 프로젝트의 CFD 활용 사례(An Example of CFD Application on a Renewal of Bulb Turbines)

전문가 제언

□ 수력발전은 초기 투자비가 많이 소요되나, 연료비용이 들지 않아 지난 세기부터 발전소로서 많이 건설되었고 대규모 발전입지와 환경문제로 대형 수력발전 대신, 최근엔 소수력발전이 많이 보급되고 있다.

□ 우리정부에서도 에너지개발을 위해 개발권장과 함께 기술지원으로 수력발전을 위한 수차개발에 힘쓴 결과, 소수력발전에 핵심부품인 카플란형을 포함한 저 낙차용 수차를 개발하여 설계기술과 국산화를 완료하여 상용화 직전단계에 이르고 있다.

□ 따라서 본문과 같이 축적된 설계기술과 최신 CFD 활용기술에 의해 기존 수력발전소의 수차를 리모델링함으로서 발전량을 증대 시킬 수 있다고 보며, 아울러 성능개선과 무인운전도 가능할 것이다.

□ 전산 유체역학(CFD)은 공기, 물, 가스 등 유체가 관련된 정역학, 동역학, 유체역학, 열전달, 공기역학 등 모든 분야에서 컴퓨터를 이용한 수치해석으로 모든 연구에 가장 핵심적인 툴이 되고 있는데, 항공기, 배, 자동차, 도시설계 등의 공기나 물의 흐름을 수치 해석하여 최적화 시켜서 제품 개발에 활용하고 있으며, 보일러 내의 복잡한 열 유동해석, 정수장의 소독제 혼합 최적을 위한 크기 결정, 실내 최적 환기 시스템 그리고 첨단 수영복 등에까지 CFD기법이 활용되고 있어 이미 우리의 실생활에 큰 영향을 주고 있다.

□ 그런데, 국내에서 수행되고 있는 많은 연구에 CFD 상용 프로그램을 외국에서 도입하여 사용 중이나, 기본 난류모델도 이들 프로그램이 지원하는 표준 κ－ε이나 RNG κ－ε모델 등이 대부분으로, 이들 모델은 예측성능은 우수하지만, 아직 많은 오차가 있을 수 있어서, 각 분야에서 실제 적용 시에는 연구대상에 따라서는 이들 모델과 함께 수정모델도 사용하여 각 모델의 예측 정확도를 확인하는 작업이 필요하다.

□ 즉, 수학적 모델이 완벽해야 오차를 줄이고 예측 정확도를 높일 수 있으며, 아울러 본문 제시와 같이 실제 운전 시 및 각 수치해석 결과를 모은 데이터베이스를 광범위하게 구축하여야, 보다 유효한 연구의 툴(Tool)로서 활용이 가능할 것이다.

저자

Tsuneaki FUJII, Ryoji SUZUKI

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2004

권(호)

32(5)

잡지명

터보기계(B517)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

286~290

분석자

차*기

분석물

• 벌브 수차 갱신 프로젝트의 CFD 활용 사례.pdf [184,015 byte]

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