• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권2호
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• pp.91-99
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• 2017

본 연구에서는 몰수형 진자판을 이용한 파력발전장치의 성능 향상을 위한 파라메트릭 해석을 수행하였다. 선형포텐셜 이론에 기반을 둔 고유함수전개법을 사용하여 파기진 모멘트와 동유체 모멘트를 구하고, 파랑중 진자판의 회전운동 변위와 시간평균 추출파워를 구하였다. 이때 추출파워의 최대값을 주는 최적의 PTO감쇠계수를 제시하였다. 회전 운동하는 진자판으로부터 얻는 추출파워의 최대값은 시스템의 공진주파수에서 일어나며 진자판의 높이와 두께가 증가할수록 최대값은 증가하고 공진폭이 확장된다. 진자판 끝단에 설치된 계류로프는 부하상태에서 복원모멘트를 높이고 설치해역의 파랑과 공진이 유발하는데 활용된다. 천수역에 적합한 몰수형 진자판을 이용한 파력발전장치는 에너지 추출과 동시에 파를 차단하는 방파제의 기능을 동시에 지니고 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권1호
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• pp.36-41
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• 2014

부유식 해양구조물은 설계수명동안 파랑에 의한 압축력, 굽힘하중, 전단력 등의 작용으로 인해 좌굴이 발생할 가능성이 높다. 이는 부재의 면내 강성 저하를 유발하여 국부 구조물 뿐만 아니라 전체구조의 최종강도에도 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 부유식 진자형 파력발전장치의 수실부와 감쇠판을 연결하는 원통부재의 최종강도에 대해 조사하였다. 탄성좌굴해석을 통해 얻어진 1차 좌굴모드를 초기처짐으로 가정하여 탄소성대변형해석을 수행하였으며 최종강도 특성을 바탕으로 부유식 파력발전장치의 연결부인 원통부재의 최적설계인자를 도출하였다. 이를 통해, 원통부재의 직경을 크게하거나, 판의 두께를 두껍게 하는 방법과 보강재를 사용하여 단면적을 크게하는 것이 최종강도를 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.250-255
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• 2016

부유식 진자형 파력발전 장치의 실해역 설치를 위한 예인 시 예상항로의 조류 및 풍속, 유의 파고 등의 모든 환경자료를 수집 및 분류 분석하여 위험구간에 대해 검토하였다. 이를 위하여 기상청 및 국립 해양조사원의 자료들을 수집하였으며 이들 분류 검토된 자료들을 토대로 구조물에 작용하는 외력에 대해 계산하였다. 또한 ANSYS를 이용하여 복합 환경하중이 작용할 때의 FEM 해석에 기초한 상기 부유식 진자형 파력발전 장치의 안전 여부를 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권5호
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• pp.361-366
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• 2016

The aim of this study was to experimentally investigate the hydrodynamic performance of a hemispheric wave energy converter (WEC) and its wave power takeoff. The WEC is a heaving body-type point absorber with a hydraulic-pump power take-off (PTO) system. The hydraulic PTO system consists of a hydraulic cylinder, hydraulic motor, and generator, with consideration given to the hydraulic pressure and flow rate. Two body model shapes, including the original hemisphere and a bottom-chopped hemisphere, were considered. The heave RAOs of the two models were evaluated for various body drafts. The effects of the hydraulic PTO system on the RAOs were also investigated.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.81-89
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• 2014

부유식 파력발전구조물의 운동은 발전성능과 구조물의 안정성에 중요한 영향을 미치며, 이에 구조물의 형상 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 기존에 연구되고 있는 부유식 진자형 파력발전장치를 대상으로 운동 저감부 형상의 부가를 통해 운동응답특성을 최적화 하려 한다. 이를 위해 감쇠판을 설치하여 부가저항과 감쇠력을 변화시키고, 복원판을 설치하여 복원력을 증가시켜 구조물의 운동응답의 변화를 확인하였다. 실험을 통해 운동응답특성의 변화를 비교 검증하였으며, 수치해석을 통해 다양한 운동저감부 형상에 대해 분석하였다. 본 연구를 통해 부유식 파력발전구조물의 형상을 최적화하고 성능을 향상 시킬 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.68-75
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• 2017

본 논문에서는 해안가의 수평 파력발전 장치에 도입되는 상단 힌지 진자 형태의 파랑에너지 1차 추출 시스템에 대한 동적 운동 특성을 수조에서 모형실험과 연동 시뮬레이션을 통해 고찰 하였다. 조파기의 일정한 파고와 주기의 정현파형태 파도가 수조 프레임에 고정된 상단 힌지 진자 체의 플랩 부이에 부딪쳤을 때 부이 전체의 토크와 운동 궤적을 측정하였다. 또한 파도가 플랩부이에 부딪치는 현상을 강체 동력학과 입자유체 거동에 대한 연동 시뮬레이션을 통해 유체입자가 플랩부이에 부딪칠 때의 압력을 구하여 전체 부이에서의 토크와 힌지에서의 반력을 도출하여 비교 고찰 하였다. 그리고 일 방향수평 파도에 따른 진자 체의 규칙적이고 효과적인 좌우 주기운동을 발생시키기 위한 인장력 조정 값을 도출하였다. 향후 상단 힌지 진자 형태의 에너지 추출장치를 특징으로 하는 해안가 수평파력 발전 장치의 개발 및 제작 시 본 연구에서 도출된 결과 값을 주요 설계 데이터로 적용하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.203-216
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• 2021

진자형 파력발전장치(Oscillating Wave Surge Converter, OWSC)는 다양한 유형의 파랑 조건에서 효율적으로 작동해야하며 최적의 파랑에너지를 추출하도록 설계되어야 하기 때문에 OWSC의 거동과 관련된 복잡한 파랑-구조물 상호작용이 광범위한 조건에서 검토되어야 한다. OWSC의 개념 설계 및 개발단계에서 수치해석은 OWSC의 설계도구로써 좋은 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 기초적인 OWSC의 거동특성에 대한 검토를 목적으로 오픈소스 CFD를 이용하여 내습하는 파랑에 대한 역삼각형 플랩의 거동특성에 대한 수치해석을 수행하였다. 규칙파 내습시 주기의 변화에 따른 역삼각형 플랩 인근의 자유수면변위 및 회전각도(Flap Rotation angle)를 산정하여 구조물의 거동 특성에 대해 고찰하고, 그 결과를 수리실험과 비교·검토하여 해석성능의 타당성 및 OWSC의 관련 문제를 수치적으로 해석하기 위한 수치모델로서의 적용성능을 검증하였다. 수치해석결과는 파랑과 역삼각형 플랩의 상호작용에 의한 유체역학적 거동 특성을 양호하게 재현함을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권4호
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• pp.28-35
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• 2011

In this paper, the wave-induced motion characteristics of a floating pendulor are investigated numerically. A floating pendulor is a movable-body-type wave energy converter. This device consists of three main parts (floater, pendulum, and damping plates). In order to obtain the hydrodynamic coefficients and wave exciting forces acting on floating bodies, a higher-order boundary element method (HOBEM) using a wave Green function is applied to the present problems. The hinged motion of a pendulum is simulated by applying the penalty method. In order to obtain a more realistic motion response for a pendulor, numerical body damping is included. First, the wave force and motion characteristics of just a floater are observed with respect to different shape parameters. Then, a coupled analysis of a floater, pendulum, and damping plates is carried out. The relative pitch velocity and wave forces acting on the floating pendulor are compared with those of a fixed pendulor.

• 한국해양공학회지
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• 제31권3호
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• pp.208-218
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• 2017

The performance of a wave energy converter (WEC) that uses the rolling motion of a partially submerged pendulum plate in front of a quay wall was analyzed. The wave exciting moment and hydrodynamic moment were obtained using a matched eigenfunction expansion method (MEEM) based on the linear potential theory, and then the roll motion response of a pendulum plate, time averaged extracted power, and efficiency were investigated. The optimal PTO damping coefficient was suggested to give the optimal extracted power. The peak value of the optimal extracted power occurs at the resonant frequency. The resonant peak and its width increase as the submergence depth of the pendulum plate decreases and thickness of the pendulum plate increases. An increase in the wave incidence angle reduces the efficiency of the wave energy converter. In addition, the WEC using a rolling pendulum plate contributes not only to the extraction of the wave energy, but also to a reduction in the waves reflected from the quay wall, which helps to stabilize ships going near the quay wall.