• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.123-132
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• 2015

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템에 설치되는 다수 풍력발전기의 배치 설계를 수행하고, 전산유체역학 해석기법을 통해 다수 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 날개요소운동량이론을 기반으로 한 풍력발전 단지 설계용 프로그램 WindPRO를 이용하여, 발전시스템의 적지 환경 풍황조건에 대해 최대에너지를 생산할 수 있는 배치 설계를 도출하였고, ANSYS CFX를 이용하여 다수 풍력발전기간의 후류 간섭영향을 발전기 성능 측면에서 검토하여, 근거리 다수 풍력발전기간의 후류 간섭이 시스템에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제33권6호
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• pp.648-656
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• 2019

The ecological changes in the ocean due to the drastic global warming require that action be taken to sustain the productivity of fisheries. Proper ocean facilities could help prevent the loss of the expenditures made on marine aquaculture and reduce the related compensation for various ocean conditions. The aim of this study was to develop a floating ocean wave-breaker using an eco-friendly concrete and conducting a site survey, a structural analysis, and a test of towing the tank. As a result, the wave at the fish farm would be reduced. The results of the holding power of anchors and the capability of moving the floating structures were considered in the design of the wave-breaker. The analyses of the material properties of concrete and the steel structures, as well as the CAPEX and OPEX analyses of the manufacturing and operation processes confirmed the superiority of the floating concrete wave-breaker. In particular, this study demonstrated that the concrete floating breakwater can protect the fish farm against typhoons and reverse-waves, thereby reducing losses of the fish.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.373-381
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• 2015

해상풍력 기기, 해상 플랫폼과 같은 구조물이 해상에서 빈번하게 설치되면서 세굴에 관한 영향도 중요시되고 있다. 이러한 세굴 영향을 검토하기 위해 세굴 수치모의 실험을 수행한다. 일반적으로 수치모의 조건은 일방향 흐름에 대해서만 검토가 이뤄지고 있으며 서해안과 같은 왕복성 조류 흐름에 대해서는 검토되지 않는다. 본 연구에서는 서해안에 설치된 HeMOSU-1호 해상 자켓구조물 주변에서 발생하는 세굴 현상을 FLOW-3D를 이용하여 수치모의하였다. 해석 조건으로는 일방향 흐름과 조석현상을 고려한 왕복성 흐름을 고려하였으며, 이를 현장 관측값과 비교하였다. 10,000초 동안의 수치모의 결과, 일방향의 흐름 조건에서는 1.32 m의 최대 세굴심이 발생하였으며, 양방향 흐름 조건에서는 1.44 m의 최대 세굴심이 발생하였다. 한편, 현장 관측값의 경우 약 1.5~2.0 m의 세굴심이 발생하여 양방향의 흐름에 대한 해석 결과와 근사한 값을 보였다.

• 한국해양공학회지
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• 제2권2호
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• pp.61-70
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• 1988

In order to consider the concept of the fitness for purpose'in fatigue design of offshore structure, fracture mechanics is applied to evaluate initial or weld defects. Generally, linear elastic fracture mechanics has been applied to tstimate initial fatigue crack propagation rate as well as long fatigue crack propagation rate. But, initial fatigue crack propagation rate in elasto-plastic notch field may not be characterized by application of stress intensity factor range .DELTA. K, because plastic effect due to stress concentration of notch may contribute to initial crack propagation. Therefore, to introduce the plastic effect into fatigue crack driving force, in this studty, the evaluating method of J-integral range .DELTA. J, was developed by willson was modified for application to notch field. In calculation of .DELTA. J obtained from the modified J-integral, stress gradient and crack closure behavior in the notch field were considered. The initial crack propagation rates in the notch fields of mild steels and high tensile strength steels were correlated to .DELTA. J. As the result, it was cleared that the present .DELTA. J is applicable to charachterize the fatigue crack propagation rates in both the elastic and elasto-plastic notch fields.

• 한국생산제조학회지
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• 제21권2호
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• pp.349-353
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• 2012

As the world wind energy market grows rapidly, the productions of wind power generation equipment have recently increased, but manufacturers are not able meet this requirement. Particularly offshore wind energy industry is one of the most popular renewable energy sectors. To generalize welding processes, the welding automation is considered for steel structure manufacturing in offshore wind energy to get high quality and productivity. Welding technology in construction of the wind towers is depended on progress productivity. In addition, the life of wind tower structures should be considered by taking account of the natural weathering and the load it endures. The root passes are typically deposited using Gas Tungsten Arc Welding(GTAW) with a specialized backing gas shield. Not only the validation consists of welders experienced in determining the welding productivity of the baseline welding procedure, but also the standard testing required by the ASME section IX and API1104 codes, toughness testing was performed on the completed field welds. This paper presents the welding characteristics of the root-pass welding of high tensile steel in manufacturing of offshore wind tower. Based on the result from welding experiments, optimal welding conditions were selected after analyzing correlation between welding parameters(peak current, background current and wire feed rate) and back-bead geometry such as back-bead width(mm) and back-bead height performing root-pass welding experiment under various conditions. Furthermore, a response surface approach has been applied to provide an algorithm to predict an optimal welding quality.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권9호
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• pp.1075-1080
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• 2014

본 연구는 5MW급 해상풍력 하부구조물개발에 있어 설계에 필요한 다양한 해양환경 조건에 대하여 높은 안정성 확보가 요구되는 해상용 풍력발전 하부구조물과 관련, 구조물의 설계방법을 제시하고 그 안정성을 고찰하여 관련 기술 분야에 기여함을 목표로 한다. 특히, 5MW급 해상풍력발전 시스템에 대해 시험영역에서 큰 바람의 방향이 지속되고 있는 동안에 동시에 발달된 파도의 계산에 대한 정보를 제공한다. 그러므로 바람의 영역과 접근하는 파동 행열간의 관련성을 검토하여 강도, 방향 그리고 시간의 이동성을 계산할 수 있음을 확인하였다. 쇄파에서의 국부적인 압력분포를 물리적인 모델링과 수치적 모델링을 통해 조사하는 것이 가능하다. 해상 풍력 에너지 변환장치의 지지구조물들에 대해 최근 적용된 구조 및 피로에 대한 평가는 일반 설계규칙에 근거했다. 5MW 해상풍력 하부구조물은 제약조건이 많아 단일구조로 취급하는데 이는 생산에서 높은 안전계수를 고려해야함을 의미한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권1호
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• pp.53-65
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• 2019

Misaligned wind-wave and seismic loading render offshore wind turbines suffering from excessive bi-directional vibration. However, most of existing research in this field focused on unidirectional vibration mitigation, which is insufficient for research and real application. Based on the authors' previous work (Sun and Jahangiri 2018), the present study uses a three dimensional pendulum tuned mass damper (3d-PTMD) to mitigate the nacelle structural response in the fore-aft and side-side directions under wind, wave and near-fault ground motions. An analytical model of the offshore wind turbine coupled with the 3d-PTMD is established wherein the interaction between the blades and the tower is modelled. Aerodynamic loading is computed using the Blade Element Momentum (BEM) method where the Prandtl's tip loss factor and the Glauert correction are considered. Wave loading is computed using Morison equation in collaboration with the strip theory. Performance of the 3d-PTMD is examined on a National Renewable Energy Lab (NREL) monopile 5 MW baseline wind turbine under misaligned wind-wave and near-fault ground motions. The robustness of the mitigation performance of the 3d-PTMD under system variations is studied. Dual linear TMDs are used for comparison. Research results show that the 3d-PTMD responds more rapidly and provides better mitigation of the bi-directional response caused by misaligned wind, wave and near-fault ground motions. Under system variations, the 3d-PTMD is found to be more robust than the dual linear TMDs to overcome the detuning effect. Moreover, the 3d-PTMD with a mass ratio of 2% can mitigate the short-term fatigue damage of the offshore wind turbine tower by up to 90%.

• 한국환경과학회지
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• 제11권7호
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• pp.627-636
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• 2002

While typhoons were passing by the coastal and offshore waters around the Korean peninsula, the variations of the sea surface temperature (SST) were studied. To study on the variation, the data related to the 22 typhoons among 346 typhoons which occurred in the western Pacific during 1990∼1999, daily measured field SSTs at coastal and offshore, and imageries from advanced very high resolution radiometer on NOAA satellite during 1990∼1999 were used. The average variations of the SSTs were -0.9℃ at coastal waters and -2℃ at offshore around the Korean peninsula while the typhoons were passing by. In very near coastal waters from the land, the SST was not changed because the bottom depth of the coastal waters was shallower than the depth of thermalcline, while the typhoon was passing. The temporal and spatial variation of SSTs at coastal waters in summer were depended on the various types of the typhoons＇paths which were passing through the Korean peninsula. When a typhoon passed by the western parts including the Yellow Sea of the Korean peninsula upwelling cold water occurred along the eastern coastal waters of the peninsula. The reason was estimated with the typhoon that was as very strong wind which blew from south toward north direction along the eastern shore of the peninsula, led to the Ekman transport from near the eastern coastal area toward the offshore. While cold water was occurring in the eastern coast, a typhoon passed over the coastal area, the cold water disappeared. The reason was estimated that the cold water was mixed up with the surrounding warm water by the effect of the typhoon. While a cold water was occurring in the eastern coast, a typhoon passed by the offshore of the eastern coast, there were the increasing of the SST as well as the disappearing of the cold water. While a typhoon was passing by the offshore of the eastern coast, the cold water which resulted from the strong tidal current in the western coast of the peninsula was horizontally spread from the onshore to the offshore. We think that the typhoon played the role of the very strong wind which was blowing from north toward south. Therefore, the Ekman transport occurred from the onshore toward the offshore of the western coast in the Korean peninsula.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.628-638
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• 2017

최근 국내 일부 항해사들은 해운산업의 어려운 취업환경을 극복하고, 직업선택의 저변을 확대하기 위하여 승선경력을 기반으로 국내외 교육기관에서 DP운항사 교육을 이수하여 직종을 전환하고자 노력하고 있다. 그러나 아직까지 국내에서는 해양플랜트 서비스 산업이 활성화 되어있지 않기 때문에 동 분야로 진출하고자 하는 항해사들은 어렵게 자격취득을 위한 실습을 마치고 대부분 해외선사로 진출하고 있다. 그럼에도 불구하고 DP운항사로 취업을 희망하는 항해사들은 경력을 중시하는 해외 해양플랜트 기업의 보수적인 채용 절차, 비영어권 출신자의 언어사용의 한계, 다문화 승선생활의 어려움, 필수 직무요건에 대한 체계적인 정보 부족 등의 이유로 구직 단계에서 부터 어려움을 겪고 있다. 따라서 이 연구는 DP운항사가 갖추어야 할 직무능력 및 자격 요건을 분석하여 국가에서 요구하는 최소한의 능력 수준을 제시하고 있는 NCS 표준 개발을 위한 기초자료를 제공하고, DP운항사 전문인력양성을 활성화하기 위한 방안을 제시하는 데 목적을 두고 있다. 본 연구의 결과로서, DP운항사의 직무 분류, 직무능력표준 및 경력개발경로를 제시하였고, DP운항사 양성 활성화 방안으로서 DP 실습선박의 공동 활용, DP 전문 교원 양성 및 정부주도 NCS 수출모델을 제안하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.307-313
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• 2022

지구 온난화와 기후변화에 대응하기 위해 국제적으로 재생 에너지의 개발이 확대됨에 따라 풍력발전의 비중도 점차 늘어가고 있다. 태양광발전에 비해 24시간 생산이 가능하지만 대형 풍력발전기를 대규모로 설치하기 때문에 주변의 레이더나 통신 장비들의 동작에 간섭을 일으키는 지에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 해상풍력 발전단지 외해를 항해하는 선박이 VHF 대역으로 조난 통신을 송신할 경우, 육지의 기지국에서 신호를 수신할 수 있는지를 분석하였다. 대상지역 주변의 수치지형도, 풍력발전기 캐드 모델, 풍력발전단지 배치도를 바탕으로 주변 해역 및 발전단지를 수치해석이 가능하도록 모델링하였다. 광범위한 지역에 대한 전파 분석에 적절한 고주파 해석기법 중 PO, SBR 기법을 적용한 전용 프로그램으로 전자파 간섭 여부를 분석하였다. 해상풍력 발전단지 외곽에서 송신한 VHF 대역 전자파에 대해 육상 기지국에서는 약간의 수신전력 저하는 있지만 기준치 이상의 전력을 수신하였다. 선박과 육상 기지국 사이의 가시선을 완전히 가리는 경우에 수신 전력의 저하가 발생하였으나, VHF대역이 파장이 길어 회절이나 반사 등의 효과로 육상 기지국까지 충분한 전파가 도달하는 것으로 판단된다.