• 제목/요약/키워드: AQWA

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수평감쇠판 길이에 따른 하이브리드 부유식 구조물의 거동 특성 분석 (Hydrodynamic Response Analysis of Hybrid Floating Structure according to Length of Damping Plate)

  • 박민수;정연주;김영택
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.275-289
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    • 2022
  • 최근 연안에서 해상관광레저, 플로팅 건축 등의 사업발굴이 활발히 진행 중에 있어 해상조건에 적합한 부유식 구조물의 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 육상 이동이 가능한 단위 모듈의 수직 및 수평 적층으로 확장된 하이브리드 부유식 구조물의 안정성을 향상시키기 위해 수평감쇠판을 적용하였다. 적용된 수평감쇠판의 길이 변화에 따른 하이브리드 부유식 구조물의 거동 특성을 상용 프로그램인 ANSYS AQWA를 이용하여 분석하였다. 하지만 제안된 하이브리드 부유식 구조물의 경우 구조물에 의해 둘러싸인 유체영역이 존재하고 이로 인해 특정 주기에서 공진이 발생할 가능성이 있다. 따라서 구조물에 의해 둘러싸인 유체영역에 ANSYS AQWA에서 제공되는 감쇠존 효과를 고려하여 부유식 구조물의 거동 특성을 주파수 영역 수치해석을 통해 면밀하게 분석하였다.

침수된 조타불능선의 악천후에서의 거동연구 (A Study on Motion of a Flooding and Un-steerable Vessel in Stormy Weather Condition)

  • 김성수;박병수;강동훈;이종현;조현국
    • 수산해양교육연구
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    • 제29권1호
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    • pp.286-296
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    • 2017
  • This paper conducted a simulation to research the motion of a vessel, which had the flooding accident in the Bering Sea in 2014, thereby being flooded and un-steerable. As the wind condition was very harsh, the vessel was modeled as 3D including large upper deck structures and the Fujiwara's method was used for an estimation of the effect of wind forces and moments acting on ship. In the case of wave influence, AQWA-Drift that enables considering the effects of drift force and AQWA-Naut that enables considering the effects of green water were mainly used. Basically, loading and flooding condition were equal to the accident condition but half-drained condition was also used to consider drain ability. Furthermore, both 6 DOF and 5 DOF option that Yaw motion is fixed, were utilized to compare the steerable and un-steerable condition. As a result, the author found out that what roll angle triggers green water, how often it happens, and how the vessel moves on the stormy weather condition.

기존 원형케이슨 후면에 신규 원형케이슨 설치에 따른 파력특성 분석 (Characteristics of Wave Forces by Installation of New Circular Caisson on the Back of Old Circular Caisson)

  • 박민수
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.395-402
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    • 2019
  • 기존 케이슨의 안정성을 높이기 위해 신규 케이슨을 기존 케이슨 전면 또는 후면에 추가로 설치하여 보강하는 설계 및 시공사례가 발생되고 있다. 본 연구에서는 고유함수전개법을 이용하여 원형케이슨으로 구성된 기존 방파제 후면에 신규 원형케이슨이 설치될 경우 각 원형케이슨에 작용하는 파력특성을 분석하였다. 수치해석의 신뢰성을 확보하기 위해 상용화 프로그램인 ANSYS AQWA의 수치 해석결과와 비교를 수행하였으며, 원형 케이슨 추가설치에 따른 파와 구조물의 상호작용 영향을 고려하여 각 원형케이슨에 작용하는 파력을 산출하였다.

OC3 Hywind 부유식 풍력발전기 플랫폼의 유체력 계산 및 운동해석 (Hydrodynamic force calculation and motion analysis of OC3 Hywind floating offshore wind turbine platform)

  • 김민수;이강수
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권8호
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    • pp.953-961
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    • 2013
  • 이 연구에서는 부유식 풍력발전기 콘셉트모델중의 하나인 5MW급 OC3-Hywind를 해석하였다. 이 모델은 스파형 플랫폼을 가지고 있으며 3개의 현수식 계류삭으로 해저면과 연결되어있다. 수치해석프로그램으로는 NREL에서 개발한 FAST와 AQWA가 사용되었다. FAST에 입력되는 유체력은 AQWA를 통해서 계산되었으며, 운동특성으로는 전달응답함수와 평균운동, 상위1/3운동, 상위1/10운동을 평가하였다. 다른기관의 해석, 실험결과와 비교하였으며, 이 결과는 부유식풍력발전기 컨셉모델의 기초설계를 재해석하는데 있어 도움이 될것이다.

Fluid-structure interaction simulation of a floating wave energy convertor with water-turbine driven power generation

  • Zullah, Mohammed Asid;Lee, Young-Ho
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권8호
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    • pp.710-720
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    • 2016
  • The Floating Wave Energy Convertor (FWEC) mooring design has an important requirement associated with the fact that, for a wave energy converter, the mooring connections may interact with their oscillations, possibly modifying its energy absorption significantly. It is therefore important to investigate what might be the most suitable mooring design according to the converter specifications and take into account the demands placed on the moorings in order to assure their survivability. The objective of this study is to identify a computational fluid dynamics method for investigating the effects of coupling a wave energy device with a mooring system. Using the commercial software ANSYS AQWA and ANSYS FLUENT, a configuration was studied for different displacements from the equilibrium position, load demands on the moorings, and internal fluid motion. These results and findings form a basis for future efforts in computational model development, design refinement, and investigation of station keeping for FWEC units.

Exploration of power take off in wave energy converters with two-body interaction

  • Wang, Hao;Sitanggang, Khairil;Falzarano, Jeffrey
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제7권2호
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    • pp.89-106
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    • 2017
  • The study explores a novel design of wave energy converter (WEC) that utilizes the interaction between an inside heaving vertical cylinder with an outside fixed hollow cylinder. This design originates from the oscillating water column (OWC) type WEC but replaces the pneumatic power take off (PTO) through the Wells turbine with the hydrodynamic PTO through the inside heaving cylinder. To effectively evaluate the maximum power output, the system has been modeled in the hydrodynamic software AQWA (developed by ANSYS Inc) that has accumulated extensive offshore industry users. Ranges of the PTO parameters have been examined to make sure that proper linear damping can be implemented to simulate the PTO force. Comparing the efficiency of the pneumatic PTO with the hydrodynamic PTO, it appears that the hydrodynamic PTO is more promising than the traditional Wells turbine for an OWC system.

비선형 규칙파 조건에서 기존 케이슨 방파제에 신규 케이슨 추가설치에 따른 케이슨들 간의 상호작용 영향 평가 (Interaction Effect between Caissons by Installation of New Caisson on Existing Caisson Breakwater in Second Order Stokes Wave Condition)

  • 박민수
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.345-356
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    • 2021
  • 기존 케이슨 방파제의 구조적 안정성을 높이기 위해 신규 케이슨을 기존 케이슨 전면 또는 후면에 추가로 설치하여 보강하는 설계 및 시공사례가 발생되고 있다. 본 연구에서는 신규 케이슨이 추가로 설치되는 경우 입사하는 파랑과 구조물 간의 상호작용 영향에 따른 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 분석하기 위해 상용프로그램인 ANSYS AQWA를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 우선 주파수 영역에서 구조물에 작용하는 파력을 계산하여 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 주기(주파수)별로 분석하였다. 그리고 특이한 파력분포 특성이 발생되는 주파수에 대해서는 시간영역 수치해석을 통해 개별 케이슨에 작용하는 동적파력 특성은 케이슨 간의 거리변화에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다.

기존 케이슨방파제에 신규 케이슨 추가설치 시 댐핑존 영향에 따른 유체와 케이슨들간의 상호작용 평가 (Interaction Analysis between Waves and Caissons by Damping Zone Effect for Installing New Caisson on Old Caisson Breakwater)

  • 박민수;김영택;박상기;민지영
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.156-168
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    • 2022
  • 기존 케이슨방파제의 전면 또는 후면에 추가로 케이슨을 설치하여 구조물의 안정성을 향상시키기 위한 설계 및 시공사례가 수행되고 있다. 기존 케이슨과 신규 케이슨사이에 존재하는 유체의 공진으로 구조물에 작용하는 파력이 과도하게 해석되는 현상이 포텐셜이론 기반의 수치해석에서 발생된다. 본 연구에서는 상용 프로그램인 ANSYS AQWA에서 제공되는 댐핑존 옵션을 이용하여 입사하는 파랑과 케이슨들간의 상호작용 영향에 의해 개별 케이슨에 작용하는 파력 분포 특성을 분석하였다. 공진이 발생되는 유체에 댐핑존을 적용하여 댐핑계수 변화에 따른 케이슨에 작용하는 파력을 도출하였다. 또한 전후 케이슨간의 간격 및 좌우 케이슨간의 간격 변화에 따른 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 주파수영역 수치해석을 통해 검토하였다.

기존 케이슨방파제에 신규 케이슨 추가설치에 따른 불규칙파 조건에서 케이슨들의 시간응답 평가 (Time Response Analysis of Caissons by Installing New Caisson on Existing Caisson Breakwater in Irregular Wave Condition)

  • 박민수;김영택;박상기;민지영
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.233-246
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    • 2022
  • 기존 케이슨방파제의 전면 또는 후면에 추가로 케이슨을 설치하여 구조물의 안정성을 향상시키기 위한 설계 및 시공사례가 보고되고 있다. 본 연구에서는 상용프로그램인 ANSYS AQWA를 이용하여 신규 케이슨이 추가로 설치되는 경우 입사하는 파랑과 케이슨들간의 상호작용 영향에 의해 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 분석하였다. 앞뒤 케이슨간의 간격변화에 따른 개별 케이슨에 작용하는 파력 특성을 주파수영역에서 수치해석을 수행하였다. 그리고 특이한 파력분포 특성이 발생되는 주파수에 대해서는 불규칙파 조건에서의 시간영역 수치해석을 통해 개별 케이슨에 작용하는 동적파력 특성을 면밀하게 검토하였다.