• 풍력에너지저널
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• 제14권2호
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• pp.26-33
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• 2023

In this study, the global response characteristics of floater and mooring for floating offshore wind turbine with a detachable mooring system are performed. Global motion and structural response result extracted from the coupled motion analysis of 10MW DTU floating offshore wind turbine with detachable mooring system modeled by high-order boundary element model and finite element mesh, were used to study the characteristics of tension on mooring lines subjected to three different types of ocean loads. Breaking limit of mooring line characterized by wind, current and wave load has a major effect on the distribution of mooring tension found in time domain analysis. Based on the numerical results of coupled motion analysis, governing equation for calculating the motion response of a floater under ocean loads, and excitation force and surge motion and tension respectively are presented using excursion curve. It is found that the response of floater is reliable and accurate for calculating the tension distributions along the mooring lines under complex loadings. This means that the minimun breaking limit of mooring system satisfied a design criteria at ultimate ocean environmental loading condtions.

• 한국대기환경학회지
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• 제15권6호
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• pp.767-777
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• 1999

In the coastal region air flow changes due to the abrupt change of surface temperature between land and sea. So a numerical simulation for atmospheric flow fields must be considered the correct fields of sea surface temperature(SST). In this study, we used variables such as latent heat flux, sensible heat flux, short and long wave radiation of ocean and atmosphere which exchanged across the sea surface between atmosphere and ocean model. We found that this consideration simulated the more precise SST fields by comparing with those of the observated results. Simulated horizontal SST differences in season were 2.5~4$^{\circ}C$. Therefore we simulated the more precise atmospheric flow fields and the movement and dispersion of the pollutants with the Lagrangian particle dispersion model. In the daytime dispersion pattern of the pollutants emitted from ship sources moved toward inland, in the night time moved toward sea by land/sea breeze criculation. But air pollutants dispersion can be affected by inland topography, especially Yangsan and coastal area because of nocturnal wind speed decrease.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 Asia Navigation Conference
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• pp.144-153
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• 2006

In order to take TC forecasts from different observatories into consideration, and make quantitative assessment and analysis for avoiding TC routes from the view of safety and cost, a new safe-economic decision making method of TC avoidance routing on ocean was put forward. This model is based on combining forecast of TC trace based on neural networks, technical method to determine the future TC wind and wave fields, technical method of fuzzy information optimization, risk analysis theory, and meteorological-economic decision making theory. It has applied to the simulation of MV Tianlihai's shipping on ocean. The result shows that the model can select the optimum plan from 7 plans, the selected plan is in accordance with the one selected by experienced captains.

• Ocean Systems Engineering
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• 제13권3호
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• pp.287-312
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• 2023

The global performance of a 15 MW floating offshore wind turbine, a newly designed semisubmersible floating foundation with multiple heave plates by CNOOC, is investigated with two independent turbine-floater-mooring coupled dynamic analysis programs CHARM3D-FAST and OrcaFlex. The semisubmersible platform hosts IEA 15 MW reference wind turbine modulated for VolturnUS-S and hybrid type (chain-wire-chain with clumps) 3×2 mooring lines targeting the water depth of 100 m. The numerical free-decay simulation results are compared with physical experiments with 1:64 scaled model in 3D wave basin, from which appropriate drag coefficients for heave plates were estimated. The tuned numerical simulation tools were then used for the feasibility and global performance analysis of the FOWT considering the 50-yr-storm condition and maximum operational condition. The effect of tower flexibility was investigated by comparing tower-base fore-aft bending moment and nacelle translational accelerations. It is found that the tower-base bending moment and nacelle accelerations can be appreciably increased due to the tower flexibility.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권2호
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• pp.63-69
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• 2014

제주도 북동부 연안에서 추 동계에 관측된 파랑자료를 주파수 분석을 통해 파랑의 특성을 검토하였다. 그리고 최대파고를 산정하기 위해 1차 회귀식을 이용하여 유의파고와 최대파고를 비를 계산하였다. 또한, JONSWAP 스펙트럼을 계산하기 위해 계산 된 유의파고와 첨두주파수를 이용하여 관측해역에 맞는 ${\gamma}$값을 추정하였다. 그 결과, 유의파고의 경우 1 m이하의 파랑이 가장 높은 빈도를 가지고 발생하였으며, 1차 관측 시 평균 0.523 m로 관측이 되었고, 2차 관측 시 평균 0.423 m로 관측이 되었다. 그 중 가장 높은 유의파고는 9월 15일부터 9월 17일까지 발생된 태풍으로 인해 4.8 m로 관측되었다. 첨두주파수의 경우 0.12~0.15 Hz(주기는 약 6.67~8.33초)가 가장 높은 빈도로 나타났으며, 유의파고와 첨두 주파수를 이용하여 계산 된 ${\gamma}$값은 평균 2.72를 나타내고 있다. 또한 직선 회귀 식을 이용해 계산 된 유의파고와 최대파고의 비는 $1.635H_s$로 계산되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권3호
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• pp.194-202
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• 2016

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 초기 개념설계를 위해 유한요소해석 기반 위상 최적화를 검토하였다. 실제 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화를 수행하기 전에 단순화된 구조설계 문제를 이용하여 효율적인 위상최적화 이론을 확인하고자 밀도법과 균질화설계법의 두 가지 위상최적화 이론을 적용하였다. 단순화된 설계 문제의 결과로부터 균질화설계법 이론을 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 위상최적화에 적용하였다. 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 개념설계를 위해서 유한요소해석 모델을 생성하고 설치해역의 해양환경하중을 고려하여 구조해석을 수행하였다. 설계파 및 조류와 같은 해양환경하중으로부터 기인하는 플랫폼 상의 압력과 계류삭의 인장력을 산출하기 위하여 동수력학 해석을 수행하였다. 구조해석을 위한 하중조건은 부유체 동수력학 해석으로부터의 결과와 파력-풍력 복합발전 시스템 중량을 고려하였고, 경계조건은 관성제거법을 사용하여 구현하였다. 밀도법 기반 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화 결과로부터 개념설계 단계에서 주요 구조부재의 배치방안을 제시하였다. 본 연구결과로부터 위상최적화는 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템과 같은 새로운 형식의 해양구조물 개발에 있어서 주요 구조부재 배치의 개념설계에 대해 유용한 설계도구임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.381-384
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• 2011

본 연구에서는 초음속 비행체의 조파저항을 감소시키기 위하여, 최대 주파수 80 kHz의 반복 레이저 펄스에 의해 야기된 에너지 부가법에 관한 실험적 연구가 수행된다. 기류 마하수 1.94의 흡입식 초음속 풍동의 바깥에 설치된 초점렌즈에 의하여 레이저 펄스가 실린더 모델 전단부에 집약된다. 시간변동 항력과 정체압력은 로드셀과 PCB 압력센서에 의해서 측정되며, 동시에 고속 카메라를 이용하여 가시화가 수행된다. 본 연구의 결과로부터, 레이저 펄스 에너지 부가에 의한 항력 저감량은 레이저 펄스 주파수가 증가할 때, 최대 21%까지 거의 선형적으로 증가하였다. 부가 에너지 효율은 레이저 펄스 에너지에만 의존하는 결과를 얻었으며, 최대 1000%까지 달성되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.331-334
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• 2011

램제트 엔진의 성능은 초음속 흡입구의 성능과 밀접한 연관이 있다. 초음속 흡입구 내부 유동 특성을 관찰하기 위해 실험적/전산해석적 연구를 수행하였다. 자발 시동이 가능한 2차원 실험 모델을 설계 제작하고 마하 2.5 초음속 풍동을 이용한 실험적 연구와 Menter's SST 난류 모델과 RANS 방정식에 기본한 전산해석 결과로부터 내부 유동 특성을 정리하였다. 흡입구의 안정 작동 조건에서의 의사충격파(Pseudo-shock wave)와 불안정 작동 조건의 버즈 현상에 대해 자세한 가시화 결과를 제시하였다.

• Wind and Structures
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• 제5권2_3_4호
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• pp.115-126
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• 2002

A mesoscale meteorological model is applied to simulate turbulent airflow and eddy shedding over the Isle of Arran, SW Scotland, UK. Under conditions of NW flow, the mountain ridge of Kintyre, located upwind of Arran, induces gravity waves that also affect the airflow over the island. The possibility to nest domains allows description of the airflow over Arran with a very high resolution grid, while also including the effects of the surrounding mainland of Scotland, in particular of the mountain ridge of Kintyre. Initialised with a stably stratified NW flow, the mesoscale model simulates quasi-stationary gravity waves over the island induced by Kintyre. Embedded in the larger scale wave trains there is continuous development of small-scale transient eddies, created at the Arran hill tops, that move downstream through the stationary wave field. Although the transient eddies are more frequently simulated on the northern island where the terrain is more pronounced, they are also produced over Tighvein, a hill of 458 m on the southern island where measurements of surface pressure and 2 m meteorological variables have been recorded at intermittent intervals between 1996 and 2000. Comparison between early observations and simulations so far show qualitatively good agreement. Overall the computations demonstrate that turbulent flow can be modelled with a horizontal resolution of 70 m, and describe turbulent eddy structure on wavelength of only a few hundred metres.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제8권3호
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• pp.252-261
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• 2016

A spar-type floating substructure that is being widely used for offshore wind power generation is vulnerable to resonance in the heave direction because of its small water plane area. For this reason, the stable dynamic response of this floating structure should be ensured by accurately identifying the resonance characteristics. The purpose of this study is to analyze the characteristics of the combination resonance between the excitation frequency of a regular wave and natural frequencies of the floating substructure. First, the nonlinear equations of motion with two degrees of freedom are derived by assuming that the floating substructure is a rigid body, where the heaving motion and pitching motions are coupled. Moreover, to identify the characteristics of the combination resonance, the nonlinear term in the nonlinear equations is approximated up to the second order using the Taylor series expansion. Furthermore, the validity of the approximate model is confirmed through a comparison with the results of a numerical analysis which is made by applying the commercial software ANSYS AQWA to the full model. The result indicates that the combination resonance occurs at the frequencies of ${\omega}{\pm}{\omega}_5$ and $2{\omega}_{n5}$ between the excitation frequency (${\omega}$) of a regular wave and the natural frequency of the pitching motion (${\omega}_{n5}$) of the floating substructure.