• Ocean Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.295-307
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• 2013

More FOWTs (floating offshore wind turbines) will be installed as relevant regulations and technological hurdles are removed in the coming years. In the present study, a numerical prediction tool has been developed for the fully coupled dynamic analysis of FOWTs in time domain including aero-loading, tower elasticity, blade-rotor dynamics and control, mooring dynamics, and platform motions so that the influence of rotor-control dynamics on the hull-mooring performance and vice versa can be assessed. The developed coupled analysis program is applied to Hywind spar design with 5 MW turbine. In case of spar-type floaters, the control strategy significantly influences the hull and mooring dynamics. If one of the control systems fails, the entire dynamic responses of FOWT can be significantly different. Therefore, it is important to maintain various control systems in a good operational condition. In this regard, the effects of failed blade pitch control system on FOWT performance including structural and dynamic responses of blades, tower, and floater are systematically investigated. Through this study, it is seen that the failure of one of the blade pitch control system can induce significant dynamic loadings on the other blades and the entire FOWT system. The developed technology and numerical tool are readily applicable to any types of floating wind farms in any combinations of irregular waves, dynamic winds, and steady currents.

• Wind and Structures
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• 제28권4호
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• pp.215-224
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• 2019

Because of the particularity and complexity of direct air-cooling structures (ACS), wind parameters given in the general load codes are not suitable for the wind-resistant design. In order to investigate the wind loads of ACS, two 1/150 scaled three-span models were designed and fabricated, corresponding to a rigid model and an aero-elastic model, and wind tunnel tests were then carried out. The model used for testing the wind pressure distribution of the ACS was defined as the rigid model in this paper, and the stiffness of which was higher than that of the aero-elastic model. By testing the rigid model, the wind pressure distribution of the ACS model was studied, the shape coefficients of "A" shaped frame and windbreak walls, and the gust factor of the windbreak walls were determined. Through testing the aero-elastic model, the wind-induced dynamic responses of the ACS model was studied, and the wind vibration coefficients of ACS were determined based on the experimental displacement responses. The factors including wind direction angle and rotation of fan were taken into account in this test. The results indicated that the influence of running fans could be ignored in the structural design of ACS, and the wind direction angle had a certain effect on the parameters. Moreover, the shielding effect of windbreak walls induced that wind loads of the "A" shaped frame were all suction. Subsequently, based on the design formula of wind loads in accordance with the Chinese load code, the corresponding parameters were presented as a reference for wind-resistant design and wind load calculation of air-cooling structures.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권7호
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• pp.564-573
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• 2012

새롭게 제안된 공력 설계 절차와 In-house 프로그램을 이용하여 1 MW급 수평축풍력 터빈 블레이드의 형상을 결정하였고, 기존에 개발된 블레이드의 실험 결과와 본 연구에서 제안한 블레이드와의 비교를 통하여 공력 설계에 대한 타당성을 제시하였다. 블레이드의 구조 설계는 Netting Rule과 Rule of Mixture를 적용하여 설계를 진행하였다. 설계된 블레이드의 구조적 안전성은 상업적 유한요소프로그램인 MSC.NASTRAN을 사용하여 다양한 하중에 따라 선형 정적해석, 변형해석, 좌굴해석, 진동모드해석 등을 수행하였다. 최종적으로 Spera가 제시한 실험식을 적용하여 요구된 피로수명에 대해 타당성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.41.2-41.2
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• 2011

NREL NWTC Deside codes are analyzed and introduced to develop the system performance simulation program for wind turbine generator systems. In this paper, The AirfoilPrep generating the airfoil data, the IECWind generating hub-height wind data with extreme condition following IEC 61400-1, the TurbSim generating stochastic full-field turbulent wind data, the PreComp calculating structural and dynamic properties of composite blade and the BModes making mode shapes of blade and tower are explained respectively.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권10호
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• pp.695-704
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• 2019

극초음속 비행체의 경우 고속으로 이동하는 유체와 구조물 표면사이의 마찰에 의해 공력 가열현상이 발생하며, 이로 인해 구조물의 강성이 저하되고 열 변형이 발생하게 된다. 이러한 물리적인 현상들은 비행체의 열공탄성학적인 불안정성을 초래할 수 있으며, 이와 더불어 구조물의 열적 안전성 감소시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 비행고도/비행시간/마하수를 변화시켜가며 공력열탄성학적 연계해석을 수행하고, 해석된 결과를 이용하여 구조물의 열적 안전성과 동적 안정성에 대해 고찰을 하였다. 구조물의 동적 안전성을 판별하기 위해 계산된 변위와 자동회귀이동평균 기법을 이용하였으며, 내열 안전성은 계산된 온도와 구조물의 녹는점을 비교를 통해 판별을 하였다. 이를 통해 극초음속 비행체의 구조 건전성을 확보하기 위한 설계 방향을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.262-267
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• 2017

LNG 운반선용 구형 탱크의 제작을 위해서는 탱크의 크기에 따라 별도의 공장 설비가 필요하며 시설 투자의 한계로 인해 현실적으로 조선소에서 다양한 크기의 완전 구형 LNG 탱크를 제작하는 것은 매우 어려운 일이다. 다양한 용량의 LNG 탱크 제작을 위해서는 기존 구형 탱크의 중앙부에 원통 형태의 확장부를 삽입하여 적재 용량을 키우는 방법이 효과적이다. 본 연구에서는 원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크에 대하여 수평 가속도에 의한 동적 압력분포 산출식을 유도하였다. 본 논문에서 유도한 압력 분포 산출식을 이용함으로써 원통 확장부를 갖는 구형 탱크를 화물창 형식으로 하는 LNG 운반선의 구조설계 시 구조 안전성 평가를 위한 동적 설계하중을 간편하게 구하여 해석에 적용할 수 있다. 또한, 이미 개발되어 있는 원통 확장부를 갖는 구형 LNG 탱크의 정적 하중에 대한 설계하중 산출식과 결합함으로써 정적 및 동적하중을 모두 고려한 정도 높은 간이해석법의 개발이 가능하며, 이를 통해 초기 견적 시 많은 시간과 비용을 소요하는 유한요소 해석을 대신하여 짧은 시간에 정도 높은 물량 산출이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.955-961
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• 2013

본 연구는 친환경 건축의 대안으로 부각되고 있는 한옥의 열환경 평가를 수행하기 위하여 한옥을 구성하고 있는 건축요소의 전열 메카니즘을 규명하기 한옥건축부재의 규격화와 모델링을 통하여 열환경을 평가하였다. 최근 친환경 건축, 생태건축의 모델로 일반의 한옥 선호도는 높아지고 있으나, 한옥의 우수성이 정성적으로만 평가되고 있다. 이에 한옥의 건축재료 및 형태와 같은 건축요소를 고려, 한옥 건축요소의 Geometry를 작성하여 솔리드 모델을 구축하고, 열환경 평가의 도구로써 CFD를 적용하여 한옥의 실내 열환경을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 복잡한 형태의 Geometry 작성이 가능한 CATIA와 환경 시물레이션 Code인 FLUENT 등의 상용 Code를 활용함으로써 연구의 신뢰성을 높이고자 하였다. 본 연구는 일차적으로 서울지방에 건축된 한옥의 기준모델을 설정하여 벽, 천정, 바닥, 창호 등 건축요소의 부위별 형태를 고찰하고, Geometry작성의 입력자료로 사용하기 위하여 각 부위별 치수체계를 구축하였다. 건축요소의 부위별 각각의 형태를 솔리드 모델로 구축하기 위하여 단계별로 벽, 천정, 바닥, 창호 등에 관한 건축요소의 Geometry를 모델링하여 CFD 입력자료로 활용하여 열환경 시물레이션을 수행하였다.