• 풍력에너지저널
• /
• 제9권4호
• /
• pp.16-23
• /
• 2018

A damage detection method for the tripod support structure of offshore wind turbines is presented for structural health monitoring. A finite element model of a prototype tripod support structure is established and the modal properties are calculated. The degree and location of the damage are estimated based on the neural network technique using the changes of natural frequencies and mode shape due to the damage. The stress distribution occurring in the support structure is obtained by a dynamic analysis for the wind turbine system to select the output data of the neural network. The natural frequencies and mode shapes for 36 possible damage scenarios were used for the input data of the learned neural network for damage assessment. The estimated damages agreed reasonably well with the accurate ones. The presented method could be effectively applied for damage detection and structural health monitoring of various types of support structures of offshore wind turbines.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.92-100
• /
• 2016

응력집중계수를 이용하여 해상풍력발전기 트라이포드 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 파랑과 풍하중의 극치분포함수는 POT방법을 사용하여 동적응답을 분석함으로써 추정되었다. 일계신뢰도법을 사용하여 신뢰성해석을 수행하였으며, 한계상태함수는 지지구조물의 이음부에서 발생하는 응력을 기반으로 정의하였다. 보 요소에서 계산된 응력에 응력집중계수를 곱하는 방법과 판 요소를 사용하여 계산하는 두 가지 방법으로 최대응력을 계산하여 신뢰성 해석을 수행하고 결과를 비교 분석하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제18권2호
• /
• pp.117-134
• /
• 2014

It is believed that offshore wind farms may satisfy an increasing portion of the energy demand in the next years. This paper presents a comparative study of the fatigue performances of tripod and jacket steel support structures for offshore wind turbines in waters of intermediate depth (20-50 m). A reference site at a water depth of 45 m in the North Atlantic Ocean is considered. The tripod and jacket support structures are conceived according to typical current design. The fatigue behavior is assessed in the time domain under combined stochastic wind and wave loading and the results are compared in terms of a lifetime damage equivalent load.

• 한국안전학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.81-87
• /
• 2018

The seismic response, the natural frequencies and the mode shapes of an offshore wind turbine with twisted tripod substructure subject to various pile-ground interactions are discussed in this paper. The acceleration responses of the tower head by four historical earthquakes are presented as the seismic response, while the other loads are assumed as ambient loads. For the pile-ground interactions, the fixed, linear and nonlinear models are employed to simulate the interactions and the p-y, t-z and Q-z curves are utilized for the linear and nonlinear models. The curves are designed for stiff, medium and soft clays, and thus, the seven types of the pile-ground interactions are used to compare the seismic response, the acceleration of the tower head. The mode shapes are similar to each other for all types of pile-ground interactions. The natural frequencies, however, are almost same for the three clay types of the linear model, while the natural frequency of the fixed support model is quite different from that of the linear interaction model. The wind turbine with the fixed support model has the biggest magnitude of acceleration. In addition, the nonlinear model is more sensitive to the stiffness of clay than the linear pile-ground interaction model.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권2호
• /
• pp.125-132
• /
• 2019

이 논문에서는 지진 하중을 받는 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 지진 신뢰성 해석 방법을 제시한다. 수평하중에 대해서 면외 변위가 발생하는 꼬인 삼각대지지 구조의 기하학적 특성과 지반의 비선형성을 포함한 지반-말뚝 상호작용을 고려하기 위한 구조물의 3차원 동적 유한요소 모델을 제시하였다. 지진신뢰성 평가를 위해 재현주기별 인공지진파를 사용한 시간이력 해석을 통해 말뚝 두부의 수평변위로 정의된 한계 상태식에 대하여 파괴확률을 산정하였다. 비선형 시간이력해석에 의한 한계상태식 평가를 고려하여 효율적으로 신뢰성 해석을 하기 위해 Markov Chain Monte Carlo 샘플링 방법을 적용한 부분집합 시뮬레이션 방법의 적용을 제시하였다. 제시한 방법은 2차원 모델 및 정적해석만으로는 정확한 결과를 도출할 수 없는 꼬인 삼각대 지지구조를 갖는 해상풍력발전기의 신뢰성 평가 및 설계기준 개발에 활용될 수 있음을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제35권2호
• /
• pp.93-100
• /
• 2022

본 논문에서는 한국의 서남해상에 건설예정인 해상풍력발전타워의 지지구조물로 고려되고 있는 세발구조와 자켓구조의 선박충돌 거동을 비선형동적해석을 통하여 비교·분석하였다. 이 구조물은 3MW용량의 풍력타워를 지지하기 위하여 설계되었다. 두 지지구조는 쉘요소를 이용하여 비선형 거동을 고려할 수 있도록 모델링하였고, 발전기를 포함하는 상부의 타워구조물은 탄성재료를 이용하여 보요소와 집중질량으로 모델링하였다. 전체 질량은 세발구조가 자켓구조에 비하여 약 1.66배 정도였다. 바지선과 상선을 충돌선박으로 선정하여 모델링하였다. 조수차의 조건을 고려하여 충돌선박의 충돌위치를 평균해수면의 상하로 3.5m변동하는 것으로 고려하였다. 또한 각 선박의 최소충돌속도(=2.6m/s)에서의 충돌에너지를 각각 4배까지 증가시키면서 충돌거동을 산정하였다. 해석결과 지지구조 충돌부위의 강성이 클수록 선박의 소성에너지 소산량이 상대적으로 증가하였다. 충돌조건에 따라 풍력타워의 변형은 진동에서 붕괴까지 발생하였다. 세발구조가 자켓구조에 비하여 큰 충돌저항력을 보였다. 이는 중앙부에 강성이 집중된 구조적 특성과 상대적으로 많은 강재의 사용량에 기인한 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
• /
• pp.804-809
• /
• 2001

Optimal design of a portable structure which supports impact loading is presented. The structure requires impact loading capability, stiffness and minimum weight for portability. A collapsible tripod structure with locking mechanism is suggested. Taguchi method has been used to identify the most important design variables and the initial design. Subsequent optimization yields additional weight reduction under stress and displacement constrains.

• 한국조경학회지
• /
• 제51권5호
• /
• pp.1-12
• /
• 2023

본 연구는 조경시공 및 관리분야에서 수목관리, 전지 등과 같은 고소부위 작업을 위해 주로 사용하는 삼각지지형 이동식 사다리의 전도 안정성을 평가한 것이다. 산업현장에서 사용 빈도가 높은 이동식 사다리에 포함되는 삼각지지형 이동식 사다리는 작업 특성에 따라 바닥지지 형태가 일반적인 A형의 사면지지가 아닌 삼각지지 방식이고, 작업 높이도 이동식 사다리와 비교하여 2배 이상 높기 때문에 떨어짐과 함께 작업자의 안전을 위협하는 전도 발생 가능성이 매우 높다고 할 수 있다. 따라서, 국내에서 사용되고 있는 삼각지지형 이동식 사다리를 대상으로 관련 기준인 ANSI-ASC A14.7과 EN 131-Part 7에서 규정하고 있는 전도 안정성 평가를 기반으로 하여 작업 높이에 따른 전도모멘트와 저항모멘트를 계산할 수 있는 수식을 각각 유도하여 계산한 후, 이 값을 상호 비교하여 전도에 대한 안전율 및 전도 방향에 따른 안정성을 평가하였다. 각 기준에 따른 전도 안정성 평가 결과, EN 131-Part 7의 규정을 적용하면 후면방향 8단과 측면방향으로 6단 이상의 삼각지지형 이동식 사다리는 전도에 대해서 불안정한 것으로 평가되었으나, ANSI-ASC A14.7의 규정에 의하면 방향에 상관없이 모든 단수에서 전도에 대한 안정성을 확보하고 있는 것으로 평가되었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제34권2호
• /
• pp.60-65
• /
• 2014

A meteorological(met) tower is the first structure installed during the planning stages of offshore wind farm. The purpose of this paper is to design the met tower with tripod bucket type support structure and to install the sensors. The support structure consist of a central steel shaft connected to three cylindrical steel suction buckets which is more cheaper than monopile or jacket type. And the remote wind condition sensors and marine monitoring equipment, including adcp, pressure type tide gauge, wave height sensors, and scour sensors, remote power supply are installed. The manufactured met tower constructed on sea area which is in front of Gasa island. All of functions of met tower showed normal operation conditions and the wind data got by remote data collection system successfully.

• 풍력에너지저널
• /
• 제14권3호
• /
• pp.91-99
• /
• 2023

In research conducted on a southwestern Korean offshore meteorological tower, acceleration datasets were gathered over half a year with time-history sensors. To enhance data credibility, a parallel measurement system was used for verification. A model of the tower was configured using beam elements, and with modifications accounting for added stiffness from auxiliary structures. Ground interactions were considered as calibrated springs based on soil layer properties. The tower's dynamic attributes and mass sensitivity were discerned using eigenvalue analysis. The structural natural frequency was consistent, with variations primarily due to new equipment adding approximately 1400 kgs. With free vibration damping assumptions, a damping ratio of roughly 1 % was derived.