본 연구에서는 예인 수조용 SPIV 시스템을 이용하여 조류발전 터빈의 효율 변화에 따른 후류유동의 특성을 연구하였다. 터빈의 후류유동 계측은 하류방향으로 네 지점에 대해 수행되었고 효율 곡선에 따라 4경우의 TSR 조건에서 SPIV로 후류유동을 계측하였다. 시간 평균된 속도 유동장의 경우 터빈의 효율이 높을수록 후류의 영역 안에서 균일 유동에 가까워지는 것을 확인 할 수 있었고 TKE 분포 또한 효율이 높을수록 블레이드 Tip 근처로 집중되는 것을 관찰 할 수 있었다. SPIV 데이터 검증의 일환으로 가장 높은 효율의 TSR 조건에서 5공 피토관으로 시간 평균 유동 장을 계측하였고 그 결과 두 경우가 비교적 잘 일치 하는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 직각 좌표계 기준의 속도 장을 원통 좌표계로 변환하여 각 방향과 반경방향의 속도 성분을 도출하였고 그 결과 후류유동의 경계 지역에서 각 방향 속도 성분이 서로 반대 방향으로 변하는 것이 관찰되었고 허브 쪽에서 비교적 높은 각 방향 속도성분을 가지는 반면 Tip 쪽으로 갈수록 그 크기는 점점 작아지는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 Phase Average 결과를 통해 터빈의 효율이 높을수록 Tip Vortex 의 성분이 강해지는 것을 관찰 할 수 있었다.
Influences of efficiency of current turbine on wake field are investigated by towed underwater Stereoscopic Particle Image Velocimetry (SPIV) system. The TSR conditions for wake measurement were chosen based on the torque coefficient and flow filed in various downstream locations are measured. The time averaged results showed that the wake flow become more uniform and the TKE distribution is more concentrated around tip area of the turbine wake as the torque coefficient increase. The measurement of five hole Pitot-tubes were made and compared with time-averaged SPIV results at the TSR of highest efficiency. Also angular and radial velocity components were calculated. The results showed that the angular velocity is reversed from the out side of border area of the turbine wake. Also relatively high Angular velocity was observed near the wake core and it could be negligible as getting closer to the turbine tip. In addition, efficiency of the turbine and the fluctuation of the velocity has a strong relationship due to the development of strong tip vortices, as observed in phase-averaged velocity fields results.