• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1201-1208
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• 2022

일반적으로 부유식 해상풍력발전 에너지의 수급성과 효율을 극대화하기 위해서는 하부구조물의 파랑 감쇠로 인한 운동을 저감시키는 것이 중요하다. 선행 연구들에 따르면 파도 중 하부구조물에 설치된 감쇠판에 의해서 발생한 와류점성으로 인해 운동 응답이 감소되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 5MW급 반잠수식 OC5 플랫폼과 감쇠판이 부착된 두가지 플랫폼을 설계하고, 와류점성으로 인한 운동저감효과를 확인하기 위해 자유감쇠실험과 수치계산을 수행하였다. 모형시험 결과로 낙하 높이를 30 mm, 40 mm, 50 mm에서의 상하 자유감쇠실험을 수행하였을 때 OC5 플랫폼 대비 두 가지의 형태의 감쇠판이 부착된 플랫폼이 상대적으로 운동감쇠성능이 향상되었다. 모형시험과 수치계산 결과에서 형상화한 감쇠판 모델(KSNU Plate 1, KSNU Plate 2)들이 각각 OC5 대비 상하운동 진폭이 1.1배, 1.3배 각각 감소했으며, KSNU Plate 2 플랫폼은 KSNU Plate 1 플랫폼보다 OC5 대비 약 2배 감쇠성능이 좋아진 것으로 나타났다. 본 연구에서는 감쇠판의 면적과 와류점성이 상하동요의 감쇠율과 밀접한 관련을 보여준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권6호
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• pp.796-802
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• 2018

선박의 유체 저장 탱크 내부의 적재용량에 의한 선박 운동 고유 특성의 변화는 많은 실험 과 연구를 통해 밝혀졌다. 또한 이러한 현상에 의한 선박 운동 특성 변화를 최소화하기 위한 장치는 지속적으로 연구 및 개발되고 있으며, 특히 횡동요 운동에 대한 저감효과에 대한 부분이 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 장치 중 하나인 저장탱크 내부의 격벽에 의한 횡동요 저감장치의 길이 변화에 따른 간극의 변화에 의한 선박 운동의 변화를 수치 시뮬레이션 하였다. 본 연구를 위해 경계요소법 기반의 부유체 운동 프로그램과 입자법 기반의 전산유체역학 프로그램이 동적 연성된 프로그램을 사용하였으며, 동적 연성된 프로그램은 동일 실험과의 비교를 통해 검증하였다. 검증된 프로그램은 격벽의 길이를 달리하여 간극에 변화를 준 다양한 경우에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 액체 저장률의 변화 및 액체 탱크 내부의 격벽에 의한 간극의 차이에 의해 선박 운동 특성이 변화함을 응답 진폭 함수의 비교를 통해 확인하였다. 주목할 만한 결과로써 적재용량에 따라 변화하는 선박의 운동 특성이 간극을 조정함으로써 동일한 선박 특성을 가지게 됨을 확인하였으며, 이는 격벽에 의한 간극의 조종을 통한 선박 운동 제어가 가능함을 보여준다. 추후 격벽의 수 및 각기 다른 길이를 가진 격벽에 의한 연구를 수행하여 격벽 길이 조정을 통한 선박 운동 특성 제어에 대한 연구를 수행할 계획이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.735-742
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• 2020

반도체 부품을 생산 및 검사하기 위한 다양한 공정 장비에서 상하직선운동과 회전운동을 동시에 수행하기 위한 Pick & Place 모듈이 핵심 모듈로 사용되고 있다. 기존의 Pick & Place 모듈은 회전운동을 직선운동으로 변환하는 변환장치를 사용하여 시스템의 정밀도 및 내구성이 저하되고 모듈의 크기와 무게가 증가되는 단점이 있다. 본 연구에서는 이와 같은 단점을 개선하여 변환장치 없이 상하직선운동을 구현하며, 평균 추력과 이동거리에 제한이 없는 선형모터를 적용한 Pick & Place 모듈을 제안하였다. 체적대비 추력비가 큰 코어 방식의 선형모터를 설계하기 위한 파라미터를 선정하고, 자기해석을 통해 설계 파라미터 변화에 따른 코깅힘의 영향을 분석하여 평균 추력을 유지하며 코깅힘을 저감할 수 있는 설계 파라미터 값을 선정하였다. 제작된 선형모터로 구성되는 Pick & Place 모듈에 대해 평균 추력 및 코기힘을 측정하여 설계값과 비교하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2017년도 추계학술대회
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• pp.130-131
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• 2017

부유체의 횡동요는 부유체의 안정성을 헤칠 뿐 아니라 승조원의 피로를 누적시키고, 기자재의 안정적인 운용과 수명에도 영향을 미친다. 본 연구에서는 점성감쇠 안티롤링진자를 이용하여 부유체의 횡동요를 줄이는 방법을 제안하고, 안티롤링진자의 효용성을 보인다. 약 1m, 7.7kg의 모형선에 32g, 40g, 50g의 안티롤링진자를 탑재하여 16%~23.5%의 롤링 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.57-63
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• 2023

기후변화로 인하여 발생하는 집중호우와 슈퍼태풍은 우리나라에서 많은 피해를 야기한다. 이러한 피해를 저감하기 위해서 다양한 형태의 하천정비사업이 추진되고 있으나, 홍수기와 갈수기가 뚜렷한 우리나라에서는 하천 균형을 유지하기가 어렵다. 특히, 하천정비 사업으로 설치된 하천구조물은 홍수기에 구조물 및 그 기초의 세굴이 발생되고 하상 변화 등 다양한 문제를 일으키고 있다. 이러한 하상세굴을 저감하기 위하여 하천의 만곡부에 다양한 베인이 많이 설치되며, 베인의 배치와 크기, 모양에 따라서 다양한 하상세굴 저감 효과가 나타난다. 베인은 원심력에 의해 발생하는 2차 흐름과 반대 방향으로 2차 흐름을 다시 생성함으로써 외측 하상 주변의 세굴이 감소하고 퇴적이 촉진된다. 본 연구의 이론은 질량보존법칙을 만족하는 연속방정식과 운동량 보존을 만족하는 운동량방정식을 적용한 지배방정식을 이용하고, 다양한 조건 하에서 베인의 영향을 조사하기 위해 설계 요인에 따라 전체 평균 유속 변화율을 측정한다. 사다리꼴 베인과 사각형 베인 모두에서 평균유속과 횡단면 유속이 모두 감소하였고, 이는 베인 설치로 인해서 원심력을 갖고 유하하는 하천유속이 방해를 받아 유속이 저감되기 때문이다. 또한, 하천흐름 방향에 수직으로 또는 경사적으로 설치된 베인은 원심력에 의해 발생하는 2차흐름의 역방향으로 2차흐름을 발생시켜 원심력 2차흐름의 상쇄를 나타내기 때문에 베인의 효과가 나타난다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.289-290
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• 2016

기존 자가발전 운동기구의 경우, 입력 임피던스가 고정되어 있어 운동 강도조절이 불가능한 단점이 있다. 또한 운동에너지 회수용 계통연계형 인버터는 특정한 입력전압의 범위를 유지하기위해 큰 용량의 커패시터 사용이 불가피하여 기구의 부피 및 원가 상승문제를 발생시킨다. 본 논문은 능동부하 스위치 구동회로를 사용한 자가발전 운동기구용 부스트 컨버터를 제안한다. 제안 방식은 입력 전류 제어를 통해 운동 강도 조절이 가능하고, 계통연계형 인버터의 전압 범위를 유지하기 위한 큰 용량의 커패시터를 삭제하고 능동부하 스위치 구동회로를 연결함으로써 기구의 소형화 및 원가 저감이 가능하도록 한다. 본 논문에서는 제안된 회로의 이론적 특성을 분석하고 모의실험을 통해 확인하였으며, 150W급 자가발전 운동기용 부스트 컨버터에 적용하여 실험을 통해 가능성을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.186-186
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• 2010

개별 블레이드 피치 제어(individual blade pitch control)는 각각의 로터 블레이드의 피치각을 독립적으로 조정함으로써 블레이드에 작용하는 공력을 변화시키는 원리로 풍력 터빈 구조물에 발생하는 동적 피로하중을 저감시키기 위한 제어기법이다. 그러나 개별 피치 제어에 의해 발생하는 각 블레이드의 독립적인 피치 운동은 풍력 터빈 회전자에 비대칭성을 야기하고 구조물의 동적 불안정 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 이에 대한 정확한 동적 해석이 선행되어야 한다. 하지만 블레이드의 피치 운동이 반영된 풍력 터빈은 시변계로 간주되어 기존의 시불변계 해석기법을 직접 적용할 수 없기 때문에 동적 해석에 어려움이 있다. 이 논문에서는 각각의 블레이드 피치운동을 주기함수로 근사화 함으로써 풍력 터빈을 주기 시변계로 모형화한다. 그리고 효율적으로 주기 시변계의 근사해를 구하기 위한 변조 좌표 변환(modulated coordinate transformation)기법을 적용하여 블레이드의 피치운동이 반영된 풍력 터빈의 동적 안정성 해석을 수행하였다. 그리고 현재 풍력 터빈의 동적 해석에 활용되는 대표적인 해석 기법인 다중 블레이드 좌표변환(multi-blade coordinate transformation)기법을 이용한 해석보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

• 한국해양공학회지
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• 제32권1호
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• pp.9-20
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• 2018

The present study deals with the conceptual design of a motion reduction device for a floating wave-offshore wind hybrid power generation platform. A damping plate attached to the bottom of a column of a large semi-submersible is introduced to reduce the motion of the platform. Performance analyses on various shapes and configurations of damping plates were performed using the potential flow solver, and the appropriate configuration and size of the damping plate were selected based on the numerical results. In order to see the effect of viscous damping, a small scale model test was performed in a 2D wave flume. The performances of five different damping plates were measured and discussed based on the results of free decay tests and regular wave tests.

• 한국해양공학회지
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• 제33권2호
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• pp.106-115
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• 2019

The interaction between a sloshing liquid damper (SLD) tank and a rectangular pontoon was investigated under the assumption of the linear potential theory. The eigenfunction expansion method was used not only for the sloshing problem in the SLD tank but also for analyzing the motion responses of a rectangular pontoon in waves. If the frictional damping due to the viscosity of the SLD tank was ignored, the effect of the SLD appeared to be an added mass in the coupled equation of motion. The installation of the SLD tank had a greater effect on the roll motion response than the sway and heave motion of the pontoon. One resonance peak for rolling motion showed up in the case of a frozen liquid in the SLD tank. However, if liquid motion in the SLD tank was allowed, two peaks appeared around the first natural frequency of the fluid in the SLD tank. In particular, the peak value located in the low-frequency region had a relatively large value, and the peak frequency located in the high-frequency region moved into the high-frequency region as the depth of the liquid in the tank increased.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.929-935
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• 2013

본 논문은 사각 보강 패널에 사용되는 모자형 보강재의 크기 최적화에 대한 결과를 제시하였다. 보강 패널은 1500 ~ 2500 m/s 의 속도를 가지는 발사체와 충돌한다. 모자형 보강재의 크기를 결정하기 위해서 크기 최적화가 수행되었다. 크기 최적화를 수행하기 위해서는 3 개의 함수들로 구성되어 있다. 이 함수들은 목적함수, 제한함수 그리고 설계 함수로 이루어져 있다. 목적 함수는 보강 패널의 1 차 고유 진동수의 최대화가 되도록 하는 것이다. 제함 함수는 보강재의 부피가 사각 패널 부피의 10 % 이내가 되도록 하는 것이며, 설계 변수로는 모자형 보강재의 치수가 된다. 최적화된 모자형 보강재를 이용하한 보강 패널을 사용하여 초고속 충돌에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 최적화된 보강재에 대해서 속도와 운동 에너지 변화에 대한 결과를 얻었다. 보강 패널의 충돌 저감을 평가하기 위해서 발사체의 운동 에너지와 속도를 무차원화 계산을 수행하여 비교 분석 하였다.