• 풍력에너지저널
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• 제2권2호
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• pp.30-37
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• 2011

A floating wind turbine dynamic simulation program, WindHydro, is newly developed taking into account wind inflow and incident wave. WindHydro consists of 5 modules, HDFloat for hydrodynamics, HDProp for hydrodynamic property calculation, HDMoor for mooring dynamics, AeroDyn for aerodynamics, DAFUL for multi-body dynamics with nonlinear elasticity, and interface program that connects each calculation module. A turbulent wind and regular wave load case is simulated for the 5-MW OC3-Hywind with a spar bouy platform and catenary mooring lines. The results are compared with the results of the FAST(developed by NREL). As a result, the overall system responses from WindHydro and FAST agree well although some differences in the generator responses are observed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.109-117
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• 2022

기존 화석 연료의 고갈 및 환경오염의 문제와 대용량 발전을 위하여 해양환경 및 자원을 이용한 친환경에너지 발전에 대한 연구 및 개발이 증가하고 있으며, 이 중 높은 발전 효율을 가진 해상태양광 발전에 대한 연구가 크게 증가하고 있다. 환경하중이 비교적 약한 내수조건과 달리, 환경하중이 강한 해양에서의 태양광 발전을 위해서는 더 강한 강성의 구조재를 사용해야 한다. 하지만, 구조재의 생산 가능성, 무게를 포함한 구조물 특성 및 경제적 효율성 등의 제약조건이 발생할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 부유식 방파제를 설치함으로써 태양광구조물에 작용하는 파랑하중을 감소시켜 구조재의 강성 강화를 최소화하고자 하였다. 부유식 방파제의 크기 및 구조물로부터의 거리를 변화하여 이에 따른 파랑하중 및 구조재 응력의 감소 정도를 확인하였다. 다수 부력체의 상호간섭을 고려한 파랑하중의 경우, 고차경계요소법(Higher-Order Boundary Element Emthod)을 이용해 산정하였으며, 구조재에 작용하는 응력은 유한요소법(Finite Element Method)을 통해 평가하였다. 각 조건에서의 최대응력을 분석 및 비교함으로써 해상태양광 발전 시스템에 대한 부유식 방파제의 영향을 확인하였으며, 부유식 방파제의 크기가 파랑하중 및 구조재 응력 감소에 큰 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.26-32
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• 2015

The authors are developing a motion of floater body type wave energy converter of the float-counterweight system. This consists of the driving pulley, wire, float and counterweight suspended from idler pulleys and rachet mechanism. Though it has succeeded in solving the major structural strength problem in which the floats would slam against adjacent structure(s) by wave load acting horizontally. In order to overcome this problem. We propose a new system in which the wire transmitting the power is wound around the pulleys and the float receiving the wave power is pulled by the wire from both its upper and lower ends to avoid the occurrence of slackening during the wave cycle. In the paper, we developed the dynamics model for the proposed system. Energy gain has been calculated for realistic wave conditions and compared with the original float-counterweight device. The important differences from the float-counterweight system are that (1) both upward and downward motions of water surface can be utilized without problem. (2) slackening of energy gain and wire tension are effectively suppressed, and (4) for the same time averaged energy gain, the maximum wire tension is fairly lowered.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권2호
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• pp.237-243
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• 2019

PE(PolyEthylene) 재료를 활용한 해상부유 구조물은 바다, 강 또는 호수의 인근이나 수역 내에 일정한 공간 부를 형성하는 부유식 구조물로, 현재는 그 용도가 소형선박 계류장뿐만 아니라 양식장, 수상 펜션, 해상부교 등에 다양하게 활용되고 있다. 이 제품군의 특징은 유연성이 뛰어나고 재활용할 수 있으며, 내약품성, 내후/내식성이 우수하다. 기존의 PE 제품군을 활용한 부유식 플랫폼은 한 개의 브래킷에 한 개의 부력관을 체결하는 단순한 구조를 구성하였고, 이로 인하여 사용자가 용도 변경 및 사용환경이 변경될 때는 적용하는데 제한이 있었다. 이에 본 연구에서는 한 개의 브래킷에 다양한 크기를 갖는 부력 관을 체결할 수 있는 구조를 개발하고, 제품의 구조 안전성을 유한요소법을 활용하여 검증하였다. 구조해석 결과, 브래킷 하단에 지름 500 mm 부력관 모델에서 충돌 하중에 대해 최대값을 나타내었으나, 허용기준을 만족하였다. 본 연구 결과를 기반으로 하여, 향후 다양한 형태의 부유체 플랫폼에 대한 구조 안전성 평가에 관한 연구가 가능하며, 관련 평가 기준에 대한 정립이 필요하다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.36-46
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• 2011

A two-dimensional floating body with a moon pool under forced heave motion, including a piston mode, is numerically simulated. A dynamic CFD simulation is carried out to thoroughly investigate the flow field around a two-dimensional moon pool over various heaving frequencies. The numerical results are compared with experimental results and a linear potential program by Faltinsen et al. (2007). The effects of vortex shedding and viscosity are investigated by changing the corner shapes of the floating body and solving the Euler equation, respectively. The flow fields, including the velocity, vorticity, and pressure fields, are discussed to understand and determine the mechanisms of wave elevation, damping, and sway force.

• 한국해양공학회지
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• 제11권4호
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• pp.90-101
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• 1997

A hybrid element method is presented for two-dimensional diffraction problem of water waves. In this method, only a limited fluid domain close to irregular bodies is discretized into conventional finite elements, while the remaining infinite domain is treated as one element with analytical representations of high accuracy. A finite element grid is automatically generated by using Dealunay triangulation based on the Bowyer's algorithm and a linear system of equations is approximately solved with the ILU-CGS algorithm. To validate the present scheme, Computational results are compared with the existing experimental data and other numerical solutions.

• 한국해양공학회지
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• 제14권2호
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• pp.1-6
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• 2000

Wave energy absorption by a flap equipped with a harbor in a water of finite depth is studied. The wave potential is calculated by a hybrid integral equation consisting of Green integral equations associated with Rankine and Kelvin Green functions. The absorbed wave energy is calculated by both the near-field and far-field methods. The present methods can be used for the design of a flap-harbor wave energy absorber since the numerical results by the two methods are in good agreement.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.202-205
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• 2002

The motion of a floating body with multiple owe chambers in waves is studied taking account of fluctuating air pressure in the chambers. The atmospheric pressure drop in one chamber is interrelated with the drop in the other chamber. Velocity potential in the water due to the free surface oscillating pressure patches is calculated by making use of the hybrid Green integral equation. The chamber motion in the frequency domain is calculated for various values of parameters related to the atmospheric pressure drop in the multiple chambers.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2017년도 추계학술발표회
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• pp.260-260
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• 2017

• 한국항해항만학회지
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• 제33권5호
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• pp.315-321
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• 2009

초대형 해양 구조물은 매립 방법을 대신한 새로운 해양공간의 이용방법으로서 주목받고 있다. 따라서, 이와 같은 요구에 부합하기 위해서 초대형 해양 구조물이 제안되고 있다. 초대형 해양 구조물은, 매립 공법과 달리, 수심이나 해저의 지질에 관계없이 설치할 수 있고, 또 부체의 아래에 흐름이 존재하기 때문에 자연환경에 영향이 전혀 발생하지 않는다. 또한, 용이하게 조립 해체를 할 수 있기 때문에, 확장이나 철거를 쉽게 할수 있는 장점이 있다. 초대형 부유체 구조물 설계 기준안에 의하면, 구조안정성에 관한 항목 중, 부유체 구조물의 사용환경 및 설치환경에서 발생할 수 있는 최악의 해상조건에 있어 적절한 구조강도 여유를 갖는 것을 쥬정하고 있다. 따라서, 예상 가능한 하중 시나리오에 의해서, 적절한 구조 해석 및 실험을 수행하고, 안전성을 확인하도록 요구하고 있다. 전자에 관해서는 구조부재 레벨의 강도 평가를 수행하고, 후자에 관해서는 구조물의 파괴를 수반한 거동을 확인한다. 지금까지 탄성 응답 해석을 기초로 주요 구조부재의 강도 한계치를 기준으로 한 다양한 검도, 평가가 행해져 왔다. 그렇지만, 부재의 붕괴를 초과한 부하가 작용할 때의 구조 전체로서의 붕괴 거동 및 안전성에 관한 검토는 적다. 따라서, 본 연구에서는 이상 환경 조건하에서 발생 가능한 하중조건에 대해서 대형 해상구조물의 비선형 붕괴 거동을 파악한 것을 목적으로 하고 있다.