• 제목/요약/키워드: Scale down test

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부유식 해상풍력발전기용 반잠수식 계류 풀리의 강도 성능평가를 위한 구조해석과 축소 모형시험 (Structure Analysis and Scale Model Test for Strength Performance Evaluation of Submersible Mooring Pulley Installed on Floating Offshore Wind Turbine)

  • 송창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.479-487
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    • 2023
  • 최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

내진설계 되지 않은 공동주택의 진동대 실험에 의한 내진성능 평가 (Shaking Table Test for Seismic Performance Evaluation of Non-Seismic Designed Wall-Type Apartment)

  • 정란;이정우;박태원
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권6호
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    • pp.721-728
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    • 2006
  • 지진은 구조물에 막대한 피해를 발생시키는 것으로 보고되고 있으나, 우리나라에 내진설계규정이 도입되기 전인 1988년 이전에 설계된 건물은 이에 대한 대책이 없다. 특히 공동주택의 경우 지진저항요소가 없는 구조물이 다수 있는 것으로 조사되었다. 이러한 구조물에 대하여 내진성능의 정도를 파악하고, 성능지수가 부족한 구조물에 대해서는 적절한 보강이 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 이전의 연구에서 범용 구조해석 프로그램인 MIDAS를 이용하여 모델 구조물의 내진성능을 평가하여 얻어진 내진성능의 부족함을 기초로 5층 규모의 철근콘크리트 벽식 구조물에 상사법칙을 적용하고, 진동대 실험을 수행하여 국내외 규준에 의한 모델 구조물의 내진성능을 평가하였다. 진동대 실험의 경우 실험의 공간적 제약으로 인하여 원형 구조물에 대한 실험을 할 수 없어, 구조물의 원형크기를 상사법칙에 의하여 필요한 규모로 축소하여 제작하였다. 성능수준을 평가해 본 결과 내진설계가 수행되지 않은 구조물은 PGA 등급 0.2g의 지진에 대하여 사용한계수준의 내진성능을 나타내었으며 허용층간변위를 평가해 본 결과 0.2g의 지진등급까지만 허용한계수준의 층간변위를 나타내어 내진성능에 대한 보강이 필요할 것으로 판단되었다.

미세 연소기 개발(I) - 소형 연소기 환경에서의 연소 특성 - (Design and Development of Micro Combustor (I) - Combustion Characteristics in Scale-Downed Combustor -)

  • 이대훈;최권형;권세진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제26권1호
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    • pp.74-81
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    • 2002
  • Combustion phenomena in a sub-millimeter scale combustor have been investigated. To evaluate scale effect on flame propagation characteristics, a cylindrical combustion chamber with variable depth was built in-house. The combustor was charged with premixed gas of hydrogen and air and ignited electronically. A piezo electric pressure transducer recorded transient pressure after the ignition. Measurements were made at different test conditions specified with chamber depth and initial pressure as parameters. Visual observation was made through a quartz glass window on top side of the combustion chamber using high speed digital video camera. From the pressure data, available work was estimated and compared with energy input required for stable ignition. The preliminary results suggested that the net thermal energy release is sufficient to generate power and enables a combustor of the size in the present study to be used as the energy source of a micro power devices .

경계요소법을 이용한 방음벽의 삽입손실 해석 (Analysis on the Insertion Loss of a Noise Barrier by the Boundary Element Method)

  • 이우섭;정성수;황철호
    • 소음진동
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    • 제10권3호
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    • pp.423-429
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    • 2000
  • This paper investigates the use of boundary element method(BEM) to analyze the insertion loss of a noise barrier. To begin with the validity of the BEm for the analysis of noise barrier insertion loss in checked by both Lam's theoretical method and the measurements in the anechoic chamber for the scale-down models. Through simulation it is shown that using 2D BEM model is sufficient to the analysis for the barrier with large ratio of length to height. By using 2D BEM model the insertion loses are predicted for the real noise barriers in several cases which are the case that they are built parallel on both roadsides the one that there are multiple sound sources and the one that there is a gap between a concrete structure and a barrier plate.

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웨이브렛 변환을 이용한 부분방전 신호의 분석 (Analysis of Partial Discharge Signal Using Wavelet Transform)

  • 이현동;김충년;박광서;이광식;이동인
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제49권11호
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    • pp.616-621
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    • 2000
  • This paper deals with the multiresolution analysis of wavelet transform for partial discharge(PD). Test arrangement is based on the needle-plane electrode system and applied AC high voltage. The measured PD signal was decomposed into "approximations" and "details". The approximation are the high scale, low-frequency components of the PD signal. The details are the low-scale, high frequency components. The decomposition process are iterated to 3 level, with successive approximation being decomposed in turn, so that PD signal is broken down into many lower-resolution components. Through the procedure of signal wavelet transform, signal noise extraction and signal reconstruction, the signal is analyzed to determine the magnitude of PD.

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미분무수 소화시스템의 도로터널 적용을 위한 실물 화재 실험 (Full-scale Fire Suppression Test for Application of Water Mist System in Road Tunnel)

  • 한용식;최병일;김명배;이유환;소수현
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.51-56
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    • 2011
  • 도로터널에서의 미분무수 소화시스템의 화재진압 특성을 조사하기 위해 실물 터널 화재 실험을 수행하였다. 적용된 소화시스템은 압력이 3.5 bar인 저압 물분무 소화설비와 60 bar인 고압 미분무수 소화시스템이다. 미분무수 소화시스템은 물분무 소화시스템의 1/6 만큼의 소화용수량을 사용한다. 화원 (fire source)은 실물 승용차와 유류화재를 모사한 화원면적 $1.4m^2$의 헵탄 연료 팬 화재로 구성하였다. 터널 내의 환기조건을 구현하기 위해 실물모형 터널의 한쪽 끝단에 유속(0.9~3.8 m/sec 범위) 발생장치를 설치하였으며, 화원에서 하류 방향으로 터널 내 온도분포는 K-type 열전대 트리를 사용하여 측정하였다. 실험 결과 고압 미분무수 소화시스템은 B급 화재의 경우 저압 물분무 시스템과 동등한 수준의 냉각효과를 보였다.

Proper Orthogonal Decomposition 기법을 이용한 세장한 구조물의 모드인자 파악 (Modal Identification of a Slender Structure using the Proper Orthogonal Decomposition Method)

  • 함희정
    • 산업기술연구
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    • 제28권B호
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    • pp.135-141
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    • 2008
  • In this paper, the Proper Orthogonal Decomposition (POD) method, which is a statistical analysis technique to find the modal characteristics of a structure, is adapted to identify the modal parameters of a tall chimney structure. A wind force time history, which is applied to the structure, is obtained by a wind tunnel test of a scale down model. The POD method is applied on the wind force induced responses of the structure, and the true normal modes of the structure can be obtained. The modal parameters including, natural frequency, mode shape, damping ratio and kinetic energy of the structure can be estimated accurately. With these results, it may be concluded that the POD method can be applied to obtain accurate modal parameters from the wind-induced building responses.

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5MW급 해상풍력 Sub-structure Jack-up Platform 수조모형시험 (Ocean Engineering Basic Test for 5MW Offshore Wind Turbine Sub-structure Jack-up Platform)

  • 전정도;전언찬
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.15-21
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    • 2013
  • The safety and stability of 5MW class offshore wind turbine Jack-up platform was investigated through ocean basin experiment. For simulating the environmental condition of yellow sea in the South Korea, diverse waves, winds and currents were performed based on Froude's number. Regular wave and irregular wave based on Froude's number were applied to the wind turbine structure. In experiments, the height and period of regular wave type were scaled down as the 1:50 ratio of real wave condition. Irregular wave type was simulated with TMA(Texel Storm, Marsen and Arsloe)spectrum. The vertical reaction force, resonance period and wave pressure applied to multi-supporters of wind offshore structure were measured experimentally. Finally, the results showed that the capsizing situation of the offshore structure was generated by the severe environmental condition.

이동로봇을 이용한 자원탐사 축소모형 실험 시스템 구축 응용 (Mobile Robot Based Down-Scaled Mineral Resources Exploration Test System)

  • 유선철;정현기;윤중선;표주현;조성호;오동문;강동중
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제12권4호
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    • pp.355-360
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    • 2009
  • USN (Ubiquitous Sensor Network, 유비쿼터스 무선네트워크) 융합기술을 기반으로 하는 자원탐사 축소모형 시스템을 구축하였다. 실제 환경의 재현을 위해, 비금속 모형판 아래 금속판을 설치하고, 모형판 위에서 이동로봇에 설치된 고정밀 3축 자기센서를 이용하여 실제 자장값을 계측한다. 측정된 자장값은 무선네트워크를 이용하여 이동로봇이 중앙 컴퓨터로 전송한다. 이러한 하드웨어 기반의 테스트 시스템은 현장 상황을 물리적으로 유사하게 재현함으로써, 시뮬레이션의 신뢰도가 높고, USN기반 자원탐사시스템 설계지침을 다각도로 검토할 수 있다. 본 연구에서는 금속물체 탐지시스템을 재현하기 위해, 평판 위에서 이동로봇을 사용하여, 평판 아래에 설치된 금속판의 위치를 탐지하는 실험을 성공적으로 실시하였다.

단층 래티스 돔의 비탄성 거동에 대한 실험연구 (Experimental Study on the Inelastic Behavior of Single-layer Latticed Dome)

  • 김종수;김상대;김명한;오명호;신창훈
    • 한국공간구조학회:학술대회논문집
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    • 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.165-170
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    • 2008
  • 본 논문에서는 새로이 제안된 접합부를 가진 단층 래티스 돔의 비탄성 거동을 실험적으로 분석하였다. 구조적인 성능과 시공성을 모두 만족시키기 위해서 제안된 새로운 접합부를 적용하여 강관으로 구성된 스팬 7m의 축소 실험모델을 제작하였으며, 하중 전이장치를 이용하여 각 절점에 균일한 하중이 가력되는 정적 재하실험을 수행하였다. 최대 가력하중은 설계하중의 약 1.6배였으며, 일부 부재에서 압축 항복점을 넘어 비탄성 좌굴이 발생하였다. 좌굴 발생 이후에는 가력장치가 허용할 수 있는 변위까지 실험을 수행하였으며, 실험을 통해서 구해진 래티스 돔의 거동을 구조설계의 관점에서 분석하였다.

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