• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.407-413
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• 2013

This paper deals with the analysis of dynamic characteristics of mooring system of floating-type offshore wind turbine. A spar-type floating structure which consists of a nacelle, a tower and the platform excepting blades, is used to model the floating wind turbine and connect three catenary cables to substructure. The motion of floating structure is simulated when the mooring system is attached using irregular wave Pierson-Moskowitz model. The mooring system is analyzed by changing cable position of floating structure. The dynamic behavior characteristics of mooring system are investigated comparing with cable tension and 6-dof motion of floating structure. These characteristics are much useful to initial design of floating-type structure. From the simulation results, the optimized design parameter that is cable position of connect point of mooring cable can be obtained.

• 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.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권3호
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• pp.277-300
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• 2016

The motion of a floating body and the free surface flow are the most important design considerations for ships and offshore platforms. In the present research, a numerical method is developed to simulate the motion of a floating body and the free surface using a fixed rectilinear grid system. The governing equations are the continuity equation and Naviere-Stokes equations. The boundary of a moving body is defined by the interaction points of the body surface and the centerline of a grid. To simulate the free surface the Modified Marker-Density method is implemented. Ships advancing in regular waves, the interaction of waves by a fixed circular cylinder array and the response amplitude operators of an offshore platform are simulated and the results are compared with published research data to check the applicability. The numerical method developed in this research gives results good enough for application to the initial design stage.

• 대한조선학회지
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• 제16권3호
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• pp.21-24
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• 1979

The method of computing a hydrodynamic force induced by a random seismic motion of boundary is presented and a sway force acting on a platform during an earthquake is shown.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권7호
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• pp.1201-1208
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• 2022

일반적으로 부유식 해상풍력발전 에너지의 수급성과 효율을 극대화하기 위해서는 하부구조물의 파랑 감쇠로 인한 운동을 저감시키는 것이 중요하다. 선행 연구들에 따르면 파도 중 하부구조물에 설치된 감쇠판에 의해서 발생한 와류점성으로 인해 운동 응답이 감소되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 5MW급 반잠수식 OC5 플랫폼과 감쇠판이 부착된 두가지 플랫폼을 설계하고, 와류점성으로 인한 운동저감효과를 확인하기 위해 자유감쇠실험과 수치계산을 수행하였다. 모형시험 결과로 낙하 높이를 30 mm, 40 mm, 50 mm에서의 상하 자유감쇠실험을 수행하였을 때 OC5 플랫폼 대비 두 가지의 형태의 감쇠판이 부착된 플랫폼이 상대적으로 운동감쇠성능이 향상되었다. 모형시험과 수치계산 결과에서 형상화한 감쇠판 모델(KSNU Plate 1, KSNU Plate 2)들이 각각 OC5 대비 상하운동 진폭이 1.1배, 1.3배 각각 감소했으며, KSNU Plate 2 플랫폼은 KSNU Plate 1 플랫폼보다 OC5 대비 약 2배 감쇠성능이 좋아진 것으로 나타났다. 본 연구에서는 감쇠판의 면적과 와류점성이 상하동요의 감쇠율과 밀접한 관련을 보여준다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제8권3호
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• pp.329-343
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• 2018

The inclination of seabed profile (sloped seabed) is one of the known topographic features which can be observed at different seabed level in the large offshore basin. A mooring system connected between the platform and global seabed is an integral part of the floating structure which tries to keep the floating platform settled in its own position against hostile sea environment. This paper deals with an investigation of the motion responses of an FPSO platform moored on the sloped seabed under the combined action of wave, wind and current loads. A three-dimensional panel discretization method has been used to model the floating body. To introduce the connection of multi-segmented non-linear elastic catenary mooring cables with the sloped seabed, a quasi-static composite catenary model is employed. The model and analysis have been completed by using hydrodynamic diffraction code AQWA. Validation of the numerical model has been successfully carried out with an experimental work published in the latest literature. The analysis procedure in this study has been followed time domain analysis. The study involves an objective oriented investigation on platform motions, in order to identify the effects of the slopped seabed, the action of the wave, wind and current loads and the presence of riser system. In the end, an effective analysis has been performed to identify a stable mooring model in demand of reducing structural responses of the FPSO.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.38.2-38.2
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• 2011

A large number of offshore wind turbines with fixed foundations have been installed in water depths up to 30 meters supporting 3-5MW wind turbines. Some floating platform concepts of offshore wind turbines were designed to be suitable for deployment in water depths greater than 60 meters. However the optimal design of this system in water depth 50 meters remains unknown. In this paper, a 5-MW wind turbine located on a TLP type platform was suggested for installation in this water depth. It is moored by a taut mooring line. For controlling the wind turbine always be operated at the upwind direction, one yaw controlling was attached at the tower. To study motion characteristics of this platform, a model was built with a 1/128 scale ratio. The model test was carried out in various conditions, including waves, winds and rotating rotor effect in the Ocean Engineering Wide Tank of the University Of Ulsan (UOU). The characteristic motions of the TLP platform were captured and the effective RAOs were obtained.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권1호
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• pp.7-17
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• 2016

본 연구에서는 대형 부유식 파력-해상풍력 복합발전 구조물의 극한환경 운동 성능에 관한 실험적 연구를 다루고 있다. 대형 부유식 복합발전 구조물에 대한 운동 성능을 평가하기 위하여 1/50 축척비의 모형을 제작하였다. 그리고 설계된 계류선의 사양에 부합하는 계류선 모형을 제작하였고 자유감쇠시험 및 static pull-out 시험을 통하여 검증하였다. 주어진 구조물의 수심을 만족하기 위하여 계류선 테이블을 도입하고 환경조건에 계류판에 따른 환경조건을 확인하였다. 모형시험에서 규칙파 중 운동응답을 확인하고 파랑, 조류, 바람의 복합환경 하중을 적용하여 극한환경 운동성능을 해석하였다. 최대 운동 및, 가속도를 계측하여 운동 안전성을 판단하였고 최대 변위와 계류 하중도 선급기준에 따라 판단하였다. 이로부터 복합발전 구조물의 운동 특성에 대하여 토의하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1489-1495
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• 2012

본 논문에서는 부유식 플랫폼의 동적 거동을 고려하여 해상 풍력 발전기 타워의 구조 해석을 수행하였다. 풍력 발전기는 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브 그리고 3 개의 블레이드로 구성된다. 타워는 3 차원 빔 요소를 사용하여 탄성체로 모델링하여 탄성 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동 방정식을 구성하였다. 회전하는 블레이드에는 블레이드 요소 운동량 이론에 따라 계산된 공기역학적 힘이 적용되었고, 부유식 플랫폼에는 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘 그리고 계류력이 적용되었다. 타워의 구조 동역학적 거동을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 굽힘 모멘트와 응력을 산출하고 허용치와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.455-463
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• 2012

본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.