• 제목/요약/키워드: 풍 하중

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Safety Assessment for the Solar Cell Structure using Finite Element Analysis (유한요소법을 이용한 태양광 집전기 구조물에 대한 안전성 평가)

  • Lee, Yang-Chang;Lee, Joon-Seong;Lee, En-Chul;Lee, Ho-Jung
    • Proceedings of the KAIS Fall Conference
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    • 2009.12a
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    • pp.881-884
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    • 2009
  • 태양열을 이용한 발전은 신재생에너지 사업으로 현재 각광을 받고 있는 분야 중의 하나이다. 본 논문에서는 3kv급 태양열 집전기를 유한요소법을 이용하여 돌풍이 불 때 풍하중에 의한 안전성을 평가하였다. 태양열 집전기는 옥외에 설치가 되므로 바람에 대한 영향을 가장 많이 받게 되는데 풍하중은 특히 강한 태풍이 불 때에 가장 높은 설계변수로 자중이나 프레임이 태양을 트레킹 할 때 생기는 동역학적인 변수보다도 크게 된다. 기존에 풍압력에 대한 산술식이 있지만 구조에 따라 적용하는 방법이 다르므로 돌풍이 불 때의 풍속을 적용, 유한요소법을 이용하여 우선 플레이트 프레임 표면에 발생하는 표면 압력을 계산하였다. 구한 표면 압력으로부터 플레이트 부분에 작용하는 하중으로 환산을 구조물에 대입하였고, 구조물이 크고 Mesh수에 문제로 인해 프레임을 두 부문으로 나누어서 포스트 부문과 플레이트 부분에 적용하여 해석하였다. 포스트의 경우에는 플레이트에서 받은 풍하중을 벡터로 나누어서 적용하였고 플레이트 부분에서 작용하는 자중을 고려하여 적용하였다. 플레이트의 경우 돌풍에 안정적이라 하더라도 변형량이 높을 경우를 적용하였다. 포스트 부분과 플레이트 연결부에서도 보강을 통하여 적정범위의 응력이 집전기에 문제가 발생할 수 있으므로 적정한 범위의 변형량을 유지하기 위해 설계변경 하여 안전한 구조물이 되도록 하였다.

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Seismic Response Analysis of a MW Class Wind-Turbine Considering Applied Wind Loads (풍하중 효과를 고려한 MW급 풍력발전기 타워의 지진응답 해석)

  • Choi, Hyun-Chul;Kim, Dong-Hyun;Kim, Dong-Man;Park, Kang-Kyun
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.23 no.2
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    • pp.209-215
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    • 2010
  • In this study, seismic response analyses of a MW class wind-turbine have been conducted considering applied wind-loads using advanced computational method based on CFD and FEM. Typical lateral and vertical acceleration levels induced by earthquake is also considered herein. Practical numerical method for seismic response analysis of wind-turbine tower models are presented in the time-domain and the effects of wind load and seismic excitation for responses are compared to each other. It is importantly shown that possible earthquake effect during typical operating conditions should be taken into account in the design of huge wind-turbine tower systems because of its enormous inertia characteristics for induced maximum stress level.

Reliability analysis of LNG unloading arm considering variability of wind load (풍하중의 변동성을 고려한 LNG 하역구조물의 신뢰성해석)

  • Kim, Dong Hyawn;Lim, Jong Kwon;Koh, Jae Pil
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.19 no.2
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    • pp.223-231
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    • 2007
  • Considering wind speed uncertainty, reliability analysis of the LNG unloading arm at Tongyoung Production Site was performed. Extreme distribution of wind speed was estimated from the data collected at the weather center and wind load was calculated using wind velocities and coefficients of wind pressure. The unloading arm was modeled with plate and solid elements. Contact elements were used to describe the interface between base of structure andground. Response surface for maximum effective stress was found for reliability analysis and then reliability functions was defined and used to determine exceeding probability of allowable and yield stresses. In addition, sensitivity analysis was also performed to estimate the effect of possible material deterioration in the future.

Analysis of Wind Force Coefficients for Structural Design of Houses (하우스의 구조설계를 위한 풍력계수의 분석)

  • 이석건;이현우;이종원
    • Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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    • 1993.05a
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    • pp.16-17
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    • 1993
  • 하우스에 대하여 풍하중을 고려한 구조해석을 수행할 때 적용하는 풍력계수는 각국마다 차이가 있고 우리나라에서도 실험이나 이론적으로 규명된 바가 거의 없는 실정이다. 따라서 현 실정에 맞는 하우스의 구조해석에 필요한 풍력계수에 대한 규명이 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구는 단동, 2연동 및 3연동하우스에 대하여 풍동실험을 통해 측정된 풍압을 이용하여 풍력계수를 산정하고 그 변화를 규명하여 풍하중 산정에 필요한 합리적인 풍력계수 분포 단면도를 작성하기 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 수행되었다. (중략)

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자기유변유체 댐퍼를 이용한 대형구조물의 반능동제어

  • 윤정방;구자인;김상범;전준보
    • Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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    • 2001.05a
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    • pp.127-132
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    • 2001
  • 자기유변유체감쇠기를 이용한 반능동 제어 시스템은 최근에 개발되어 승용차의 승차감 향상을 위한 진동제어에 사용되고 있다. 본 연구에서는 바람, 지진, 파랑 등에 대한 대형구조물의 진동제어를 위한 MR 감쇠기의 적용성을 분석하기 위하여, 미국 토목학회에서 제안한 76층 건물의 풍하중에 대한 진동제어에 관한 Benchmark Problem에 대하여 수치모의 해석을 수행하였다. 연구결과로부터, 풍하중에 대한 고층 건물의 진동제어를 위하여 MR 감쇠기를 이용한 반능동 제어의 성능은 능동형 동조질량 감쇠기의 성능과 유사함을 확인할 수 있었다.

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A Study on the Effect of Wind Load to an Articulated type Container Crane by Fluid-Structural Coupled Field Analysis (유동-구조 연성해석기법을 이용한 풍하중이 관절형 컨테이너 크레인에 미치는 영향에 관한 연구)

  • An, Tae-Won;Lee, Seong-Wook;Han, Dong-Seop;Kim, Tae-Hyung;Han, Geun-Jo
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.32 no.1
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    • pp.23-27
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    • 2008
  • This study was carried out to the effect of wind load on the structural stability of an articulated type container crane according to the wind direction assuming that 75m/s wind velocity is applied on a container crane using FSI(fluid-structural interaction). To consider fluid phenomenon around the container crane, the wind load was derived by the computation fluid dynamic, and it applied to the FSI which can guarantee an accuracy and a reliability in the design stage for wind resistant structural stability to minimize the damage due to high wind load applied in a container crane with a 'ㄱ' type articulated boom which used in the total height restriction region. Following from this, the reaction force on the each support of a container crane was suggested. ANSYS ICEM CFD 10.0 and ANSYS CFX 10.0 used for computation fluid dynamic, and the ANSYS Workbench 11.0 was used for the fluid-structural interaction.

Half-Scaled Substructure Test for the Performance Evaluation of a Transmission Tower subjected to Wind Load (송전철탑의 내풍안전성 평가를 위한 1/2축소부분구조 실험)

  • Moon, Byoung-Wook;Min, Kyung-Won
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.5
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    • pp.641-652
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    • 2007
  • In this paper, a half-scaled substructure test was performed to evaluate the buckling and structural safety of an existing transmission tower subjected to wind load. A loading scheme was devised to reproduce the dead and wind loads of a prototype transmission tower, which uses a triangular jig that is mounted on the reduced model to which the similarity law of a half length was applied. As a result of the preliminary numerical analysis carried out to evaluate the stability of a specimen for the design load, is was confirmed that the calculated axial forces of tower leg members were distributed to $80{\sim}90%$ of an admissible buckling load. When the substructured transmission tower was loaded by 270% of its maximum admissible buckling load, it was failed due to the local buckling that is occurred in joints with weak constraints for out-of-plane behavior of leg members. By inspection of load-displacement curves, displacements and strains of members, it is considered that this local buckling was due to additional eccentric force by unbalanced deformation because the time that is reached to yielding stress due to the bending moment is different at each point of a same section.

Dynamic Behavior Analysis of Floating Offshore Wind Turbine Including Flexible Effects of Tower and Blade (타워와 블레이드의 탄성효과를 고려한 부유식 해상풍력발전기의 동적거동해석)

  • Jung, Hye-Young;Sohn, Jeong-Hyun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.8
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    • pp.905-911
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    • 2012
  • To establish a floating offshore wind turbine simulation model, a tension leg platform is added to an onshore wind turbine. The wind load is calculated by using meteorological administration data and a power law that defines the wind velocity according to the height from the sea surface. The wind load is applied to the blade and wind tower at a regular distance. The relative Morison equation is employed to generate the wave load. The rated rotor speed (18 rpm) is applied to the hub as a motion. The dynamic behavior of a 2-MW floating offshore wind turbine subjected to the wave excitation and wind load is analyzed. The flexible effects of the wind tower and the blade are analyzed. The flexible model of the wind tower and blade is established to examine the natural frequency of the TLP-type offshore wind turbine. To study the effect of the flexible tower and blade on the floating offshore wind turbine, we modeled the flexible tower model and flexible tower-blade model and compared it with a rigid model.

A REASONABLE APPROACH FOR WIND FORCES. (풍력에 대한 합리적인 접근)

  • Kim, Duk-Hyun;Han, Bong-Gu;Kim, Joon-Min
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • 2005.04a
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    • pp.184-186
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    • 2005
  • 모든 건설재료에서 치수의 한계가 있다. 현수선교나 사장교인 경우 강재를 사용하면 최대지간 거리 $5000m{\sim}7000m$ 가 가능하나, 유리섬유 복합재료를 시용하면 이의 2 배, 탄소섬유 복합재료를 사용하면 이의 3 배가 가능하다. 지간 거리가 20,000m 가 되면 가장 중요한 하중은 바람하중이다. 복합재료의 여러 장점 때문에 거대한 규모의 건물, 교량등 구조물이 건설될 때 구조 기술자는 풍(바람)하중을 구하고 다룰 수 있어야 한다. 이 논문에서는 구조 기술자가 풍 하중을 구할 수 있게 기초 이론과 기본기술을 제공하고 있다.

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