• 한국융합학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.177-183
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• 2015

모형잠수함, 중계부 및 제어부를 포함하는 수중 탐사 장치. 모형잠수함이 촬영한 영상정보를 중계부를 통해 전송한다. 모형잠수함의 자세 및 속도를 제어하는 제어신호 또한 중계부를 통해 제어 한다, 모형잠수함은 수중환경을 촬영하여 영상을 중계부로 전송하고, 중계부는 제어신호를 수신하여 수중에서 자세 및 속도를 제어한다, 중계부는 부표에 결합되어 수면에서 부유하고 제어부와 모형잠수함 사이에서 영상신호와 제어신호를 중계하되, 제어부와는 무선통신을 수행한다. 모형잠수함과는 유도선을 통해 유선통신을 수행하는 것으로 부표에 설치된 중계부와 모형잠수함 간을 유선통신으로 연결함으로써 모형잠수함에 대한 분실의 위험 없이 원활하게 수중 탐사를 수행할 수 있다. 또한 중계부와 제어부 간을 무선통신으로 연결함으로써 수중탐사를 쉽고 용이하게 수행할 수 있다. 이런 모형잠수함과 무선통신 및 제어를 결합한 융합기술을 구현하였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.164-170
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• 2021

해상 풍력발전기의 운동 성능 분석 및 개선을 위한 연구가 수행되었다. 본 연구에 사용된 형상은 과거 연구를 참고하여 가져온 것이며 이를 바탕으로 수선면적의 크기를 80% 60% 40% 20%로 각각 설계하여 이에 따른 운동성능을 확인해 보았다. 해상상태는 Sea State 4, 5, 6에서 계산을 수행하였다. 계산과정에서는 상업용 전산 유체역학(ANSYS)과 AQUA를 사용하여 계산을 수행하였다. 전반적인 운동성능의 경우 이론과 동일하게 수선면적의 크기가 줄어들수록 HEAVE, ROll, PITCH와 같은 운동이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 하지만 수선면적의 크기가 급격히 줄어든 형상의 경우 복원성 계산을 진행하였을 때 복원성능에서 만족하지 못하는 경우가 발생할 수도 있다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 해상상태에 따른 적정의 수선면이 있을 수도 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.423-426
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• 2007

Pohang Wind Energy Research Center (PoWER-C) is developing a 3 MW Radial Flux Permanent Magnet (RFPM) Synchronous Generator for offshore Wind Energy Converter (WEC). The rotor rpm is 15.7 and the gear ratio is set to be 92.93. The nominal generator rpm at the rated load is about 1459. To reduce the switching loss in the power electronics, the maximum frequency is limited to 100 Hz. This requirement limits the number of pole to six or eight. Permanent magnet excitation is assumed for higher energy yield and higher efficiency. In this report, the requirements and the first efforts for the physics design are described.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.423-433
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• 2019

서남해에서 해상풍력구조물의 건설에 따른 해저지형변화를 예측하기 위하여, 조석, 조류, 부유사 그리고 해저질 등에 대한 현장조사를 수행하였고, 이들 자료를 수치실험에 활용될 수 있도록 하였다. 수치실험에서 표사량 산정은 관련 상수를 시행착오적으로 변화시켜 관측된 부유사농도에 대해 계산치의 오차가 적당할 때에 경험상수들을 결정하는 방법을 사용하였는데, 어떤 농도분포인자가 0.1 그리고 부유사 평형농도 공식의 비례상수가 0.05일 때, 관측치와 계산치가 합리적으로 유사하였다. 부유사농도에 관한 개경계조건은 관측된 부유사농도에 대해 남동측 경계점에서 11.0배, 남서측 경계점에서 0.5배, 서북측 경계점에서 1.0배, 북서측 경계점에서 1.0배 그리고 북동측 경계점에서 1.0배이었을 때, 개경계와 서로 인접한 계산영역 내의 수심변화 계산결과가 단속적이지 않고 매끄럽게 나타났다. 그리고 연간침식퇴적량은 해상풍력 구조물의 건설전후에 대하여 그 변화가 ± 1 cm 이상 발생하는 해역은 거의 나타나지 않았는데, 사용된 대격자 수치모형은 세굴과 같은 국지적 현상을 재현할 수 없고, 해상풍력 하부구조물이 직경 1 m 정도의 자켓타입의 투과식이어서 이들에 의하여 ± 2 cm/s 이상의 유의미한 유속변화역이 거의 나타나지 않았기 때문에, 해저지형변화가 미미한 것은 당연한 결과인 것으로 판단되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.947-952
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• 2015

현재 우리나라의 에너지 부족 문제를 해결하기 위하여 정부 주도로 다양한 산악지형에서 풍력발전단지가 건설되고 있다. 하지만 무분별하게 풍력발전단지를 건설 할 경우, 풍력발전기의 도플러 변조로 인하여 주변에 운용되고 있는 군사레이더에 심각한 방해 현상을 야기하여 국가 안보에 심각한 위협이 될 수 있다. 따라서 풍력발전기 작동을 고려한 레이더 신호분석 및 도플러 주파수 분석이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 산악지형에 설치된 풍력발전단지로 인한 도플러 주파수 추출 및 분석을 위한 신호처리 기법을 제안한다. 제안된 기법은 산악지형 모델링, 차폐분석, 풍력발전기 운동 모델링 및 레이더 신호 모델링을 기반으로 한 방법이며, 시뮬레이션 결과 산악지형의 형태 및 풍력발전기의 운동에 따라 시변 하는 도플러 주파수를 추출되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권4호
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• pp.383-393
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• 2024

Monopile foundations of offshore wind turbines embedded in soft clay are subjected to the long-term cyclic lateral loads induced by winds, currents, and waves, the vibration of monopile leads to the accumulation of pore pressure and cyclic strains in the soil in its vicinity, which poses a threat to the safety operation of monopile. The researchers mainly focused on the hysteretic stress-strain relationship of soft clay and kinds of stiffness degradation models have been adopted, which may consume considerable computing resources and is not applicable for the long-term bearing performance analysis of monopile. In this study, a modified cyclic stiffness degradation model considering the effect of plastic strain and pore pressure change has been proposed and validated by comparing with the triaxial test results. Subsequently, the effects of cyclic load ratio, pile aspect ratio, number of load cycles, and length to embedded depth ratio on the accumulated rotation angle and pore pressure are presented. The results indicate the number of load cycles can significantly affect the accumulated rotation angle of monopile, whereas the accumulated pore pressure distribution along the pile merely changes with pile diameter, embedded length, and the number of load cycles, the stiffness of monopile can be significantly weakened by decreasing the embedded depth ratio L/H of monopile. The stiffness degradation of soil is more significant in the passive earth pressure zone, in which soil liquefaction is likely to occur. Furthermore, the suitability of the "accumulated rotation angle" and "accumulated pore pressure" design criteria for determining the required cyclic load ratio are discussed.

• 대한조선학회논문집
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• 제60권5호
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• pp.375-387
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• 2023

The subsea power cables are increasingly important for harvesting renewable energies as we develop offshore wind farms located at a long distance from shore. Particularly, the continuous flexural motion of inter-array dynamic power cable of floating offshore wind turbine causes tremendous fatigue damages on the cable. As the subsea power cable consists of the helical structures with various components unlike a mooring line and a steel pipe riser, the fatigue analysis of the cables should be performed using special procedures that consider stick/slip phenomenon. This phenomenon occurs between inner helically wound components when they are tensioned or compressed by environmental loads and the floater motions. In particular, Vortex-induced vibration (VIV) can be generated by currents and have significant impacts on the fatigue life of the cable. In this study, the procedure for VIV fatigue analysis of the dynamic power cable has been established. Additionally, the respective roles of programs employed and required inputs and outputs are explained in detail. Demonstrations of case studies are provided under severely sheared currents to investigate the influences on amplitude variations of dynamic power cables caused by the excitation of high mode numbers. Finally, sensitivity studies have been performed to compare dynamic cable design parameters, specifically, structural damping ratio, higher order harmonics, and lift coefficients tables. In the future, one of the fundamental assumptions to assess the VIV response will be examined in detail, namely a narrow-banded Gaussian process derived from the VIV amplitudes. Although this approach is consistent with current industry standards, the level of consistency and the potential errors between the Gaussian process and the fatigue damage generated from deterministic time-domain results are to be confirmed to verify VIV fatigue analysis procedure for slender marine structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.559-577
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• 2016

There are many theoretical analyses and experimental studies of the hydrodynamics for the tension leg platform (TLP) of a floating wind turbine. However, there has been little research on the arrangement of the TLP's internal structure. In this study, a TLP model and a 5-MW wind turbine model as proposed by the Minstitute of Technology and the National Renewable Energy Laboratory have been adopted, respectively, to comprehensively analyze wind effects and wave and current combinations. The external additional coupling loads on the TLP and the effects of the loads on variables of the internal structure have been calculated. The study investigates preliminary layout parameters-namely, the thickness of the tension leg body, the contact mode of the top tower on the tension leg, the internal stiffening arrangement, and the formation of the spoke structure-and conducts sensitivity analyses of the TLP internal structure. Stress is found to be at a maximum at the top of the tension leg structure and the maximum stress has low sensitivity to the load application point. Different methods of reducing maximum stress have been researched and analyzed, and the effectiveness of these methods is analyzed. Filling of the spoke structure with concrete is discussed. Since the TLP structure for offshore wind power is still under early exploration, arrangements and the configuration of the internal structure, exploration and improvements are ongoing. With regard to its research and analysis process, this paper aims to guide future applications of tension leg structures for floating wind turbine.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.615-621
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• 2007

풍력 발전 분야는 앞으로 에너지 대란에 있어서 이를 해결해 줄 중요한 돌파구 중의 하나이다. 지금까지 연구되어 온 풍력발전기의 Tower에 대한 분야는 정적인 해석에 그치고 있다. 본 연구에서는 타워의 형태를 크게 두 가지 Tubular Type와 Jacket Type으로 정하고 이것에 대한 각각의 특성을 파악하며, 그 경향을 찾아내 이를 실제 설계 및 제작에 적용하고자 하였다. 본 논문에서는 타워의 모드별 고유진동수를 파악하고 이것에 대한 특성을 연구하였으며, 작동 중 발생하는 하중과 해상 설치 시 작용하는 부가질량의 영향에 대하여 고려하여 그 특성을 파악하였고 두가지 유형의 타워의 특성을 비교하여 그 경향을 예측 할 수 있었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.348-358
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• 2008

Unlike structures in the air, the vibration analysis of a submerged or floating structure such as offshore structures is possibly only when the fluid-structures is understood, as the whole or part of the structure is in contact with water. Through the comparision between the experimental result and the finite element analysis result for a simple cylindrical model, it was verified that an added mass effects on the cylindrical structure. Using the commercial FEA program ANSYS(v.11.0), underwater added mass was superposed on the mass matrix of the structure. A frequency response analysis of forced vibration in the frequency considered the dynamic load was also performed. It was proposed to find the several important modes of resonance peak for these fixed cylindrical type structures. Furthermore, it is expected that the analysis method and the data in this study can be applied to a dynamic structural design and dynamic performance evaluation for the ground and marine purpose of power generator by wind.