In this study, numerical analysis is conducted to understand the flow characteristics of the radial impeller with the design parameters such as the blade shape and position using the ANSYS Fluent software. The shape of blade is divided into two types, a backward curved blade and an airfoil forward curved blade. To examine the fundamental flow characteristics near the blades, a rectangular flow field is modeled and analyzed. On the other hand, for the impeller rotation analysis, the simulation is performed by modeling the rotational region separately. As a result, the airfoil forward curved blade shows higher outlet flow rate than the backward curved blade. In addition, as the depth of the impeller and the attachment angle of blade increase, the higher flow rate appears.

A numerical investigation was performed based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) equations for the two-dimensional unsteady incompressible flow around a vertical axis turbine(VAT) with NACA0012 and NACA0018 wing sections. FLUENT was used as a numerical tool to predict the flow filed around the VATs and the performance of the VATs. CFD analysis using FLUENT was carried out at several angles of attack for NACA0012 and NACA0018 wing sections and the results were compared with the corresponding experimental data for validation and calibration of the numerical analysis results. The VATs with 3, 4 wings were adopted to determine the characteristics of the change in the number of wings. The results of the numerical analysis were compared each other to determine the characteristics of the VATs according to the thickness variation of the wing section.

본 연구에서는, NACA 익형의 받음각의 변화에 따른 영향을 파악하기 위한 연구로서, 수직축 다리우스 풍력발전기를 만들기 위한 기본적 형상을 이용하였다. 특히 수치해석에 있어 근접벽면 모델링에서 y+값이 1에 가까울수록 수치결과값이 정확해진다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는, y+값의 변화를 통하여 최적의 y+값을 찾는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서 사용한 레이놀즈 수는 360,000로 익형길이, 입구 유속은 각각 0.12m, 43.8m/s으로 설정하였다. 수치해석결과 익형의 양력계수는 받음각이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이며, 실속각 이후에 급격히 감소하는 것을 확인하였으며 양력계수는 받음각이 0o~10o까지 증가하였고 이후, y+값에 따라 다르지만 대략 10°~16°에서 급격히 떨어졌다. 본 논문에서 실험결과에 근거하여 수치해석에 y+값이 1에 가까운 것이 적절하다고 판단된다. 표면 압력 분포에서 최대값과 최소값 C/Cm은 1.89, 그리고 최대값의 변화는 받음각의 증가에 따라 앞쪽, 혹은 뒤쪽으로 이동 되었다.

The steady potential flow about a TP 620 hydrofoil, flying in air above a dynamic water surface. is calculated by the one dimensional theory as the clearance-to-length ratio tends to very small. The characteristics on water surfare effects of air supported TP 620 hydrofoil over water are compared NACA 4412, NACA 66 and plate. respectively. It is found that using the TP 620 hydrofoil is superior lift coefficients. Moreover for trailing edge shape of the hydrofoil, high lift coefficients at 1 Fmn can be obtained.

이상으로부터 비 cavitation 정상상태인 박용 TP620 익형의 점성의 영향에 의한 배제두께를 고려했을 경우의 익특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 점성의 영향에 의한 압력분포는 전연부분에서는 부압의 피크가 사라지고 후연부에서는 겉보기 익두께 생성에 의해서 potential 유동의 상이형을 보이는 것은 burst 유동으로 후연부분 유동에 큰 영향이 없음을 알 수 있다. 2. 배제 두께 및 운동량 두께는 층류부분보다 난류부분의 증가비율이 크고 속도 구배가 0인 천이점 부근에서 불연속으로 인해 점성력에 의한 초생 cavity의 존재 가능성을 배제 투께 a 및 운동량 두께 분포로부터 알 수 있다. 3. 점성에 의한 배제 두께의 생성으로 원익형의 단면은 사실상 증가하며 이를 고려한 경우 익성능이 약간 감소했다.