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복수개의 제1 날개를 포함하는 제1 임펠러 및 상기 제1 임펠러와 소정의 길이만큼 이격 배치되고, 복수개의 제2 날개를 포함하는 제2 임펠러를 포함하는 터빈 모드로 작동하는 역회전형 펌프 터빈에 있어서,상기 제1 날개의 허브 프로파일은 기준 날개와의 각도 차이(ßF)가 -6도 이상 2도 이하(단, 0도 제외)이고, 상기 제2 날개의 허브 프로파일은 기준 날개와의 각도 차이(ßR)가 -2도 이상이고 8도 이하(단, 0도 제외)이며,상기 제1 임펠러 및 제2 임펠러의 허브에서 팁까지는 B-스플라인 커브를 사용하여 보간하되, 상기 기준 날개는 NACA4409 하이드로포일(hydrofoil)에 의해 정의되고 그 후 펌프 성능을 개선하기 위해서 전산 유체역학(CFD)을 사용하여 수치적으로 재설계 되어 하기 표를 만족하는 날개이고, 하기 표에서 ßd1은 제1 날개의 입구 각도, ßd2는 제1 날개의 출구 각도, ßd3은 제2 날개의 입구 각도, ßd4은 제2 날개의 출구 각도인 역회전형 펌프 터빈
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제1 항에 있어서,상기 ßF, ßR는 6
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제2 항에 있어서,상기 ßF, ßR는 하기 표를 만족하는 역회전형 펌프 터빈
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제1 항 내지 3항 중 어느 한 항에 따른 역회전형 펌프 터빈;바람을 이용하여 전기를 생산하는 풍력 발전기;상기 풍력 발전기와 연결되어 상기 생산된 전기가 저장되는 전기 축전기;상기 전기 축전기와 일단은 연결되고 타단은 상기 역회전형 펌프 터빈과 연결되어 상기 생산된 전기를 조절하는 전력 조절 장치;상기 역회전형 펌프 터빈과 연결되어 유체를 저장하는 하부 저장 탱크 및 상기 하부 저장 탱크보다 높게 설치되어 유체를 저장하는 상부 저장 탱크를 포함하는 자가 발전 시스템
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제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 따른 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법으로서,설계 변수 및 목적 함수 선택 단계;상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계영역 선정단계;상기 선정된 설계영역에서 수치해석 단계 및 상기 수치해석결과를 통해 설계 영역에서 목적함수의 최적해를 얻는 단계를 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제5 항에 있어서,상기 수치 해석 결과를 통해 설계 영역에서 목적 함수의 최적해를 얻는 단계에서 상기 최적해가 타당한지 비교하는 단계를 더 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제6 항에 있어서,상기 설계 변수 및 목적 함수 선택 단계에서 상기 설계 변수는 기준 날개와 제1 날개의 각도 차이인 ßF 및 기준 날개와 제2 날개의 각도 차이인 ßR을 포함하고,상기 목적 함수는 터빈 출력 P11 및 터빈 효율 η를 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제7 항에 있어서,상기 설계 변수의 상한 및 하한값을 결정하는 설계 영역 선정 단계는 기준 값에서 복수개의 변수 값들은 고정시키고, 상기 복수개의 변수 값 중 하나 이상을 변화시켜 수행하는 감도 시험을 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제8 항에 있어서,상기 감도 시험을 통해서 ßF는 -6도 이상 2도 이하(단, 0도 제외)이고, ßR는 -2도 이상이고 8도 이하(단, 0도 제외)인 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제9 항에 있어서,상기 선정된 설계 영역에서 수치 해석 단계는 상기 선정된 설계 영역에서 라틴 하이퍼 큐브 샘플링을 통해 복수개의 실험점을 결정하는 단계 및상기 복수개의 실험점에서 3차원 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 해석을 통해 상기 목적 함수 값을 얻는 단계를 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제10 항에 있어서,상기 설계 영역에서 목적함수의 최적해를 얻는 단계는 반응면 기법을 사용하여 최적해를 산출할 반응면을 구성하는 단계를 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제11 항에 있어서,상기 반응면 기법에 의해 얻어진 목적 함수들의 반응면들을 토대로 각 목적 함수들을 최대화시킬 수 있는 최적해를 얻는 다중 목적 진화 알고리즘을 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제12 항에 있어서,상기 최적해를 각 목적 함수들의 국부적인 검색을 통해 좀더 개선된 값을 구하도록 하는 탐색 알고리즘인 SQP(sequential quadratic programming)를 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제13 항에 있어서,상기 최적해가 타당한지 비교하는 단계는 반응면 기법으로부터 구성된 각 목적 함수들의 반응면에 대한 분산 분석(ANOVA) 및 회귀 분석을 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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제14 항에 있어서,상기 최적해가 타당한지 비교하는 단계는 수치 해석 및 성능 시험으로 수행한 터빈 출력 및 효율 값을 비교하는 단계를 포함하는 역회전형 펌프 터빈의 최적화 설계 방법
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