K-water 연구원에서는 벌브형 모델수차 성능평가 기술의 고도화를 목표로, 축소모형시험(모델시험)과 전산유체역학(CFD)을 연계한 최적 해석 방안 구축을 추진하고 있다. 본 연구에서는 수차 성능을 좌우하는 핵심 요소인 러너 형상 정보를 확보하기 위해, 남강수력 및 시화조력발전소의 대점검 기간 중 현장 3D 스캐닝을 수행하였다. 스캔 데이터를 기반으로 역설계 오차 ±0.5mm 이하의 고정밀 형상 모델을 구축하였으며, 이를 바탕으로 축소모형을 제작·설치하여 모델시험을 준비 중이다.
시험에 앞서, 남강수력 모델수차를 대상으로 CFD를 활용한 유동장 모델링을 통해 수차 효율 및 공동현상(Cavitation) 성능을 예측하였다. 주요 낙차 및 유량 조건의 계산 결과, 초기 시험 데이터를 기준으로 3% 이내의 효율 예측 오차 범위를 달성하였다. 향후 모델시험 재현성 평가와 동시에 역설계 기반 형상 정밀도와 CFD 해석 신뢰도를 검증할 예정이다. 향후 국내외 다양한 수력·조력발전 시스템에 적용 가능한 모델수차 성능평가 및 발전소 이상현상 분석 기술로 확장될 수 있을 것으로 기대된다.