• 한국해양학회지:바다
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• 제12권4호
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• pp.251-261
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• 2007

본 연구에서는 경기만 근해 - 격렬비도와 덕적도 해역을 중심으로 - 에서 관측된 파랑 및 바람자료를 이용하여 바람과 파랑의 상호작용을 연구하였다. 2005년 1월에서 12월의 덕적도 부이 관측자료를 바탕으로 바람에 의한 파랑의 발생과 또 발생된 파랑에 의한 바람의 감쇄효과를 계산하였으며, 2005년 3월 19-26일과 5월 23-28일에 격렬비도 근해에서 관측된 자료를 이용하여 파랑이 발달할 때와 잔잔한 상태가 유지 될 때를 나누어 파랑 스펙트럼의 반응형태를 알아보았다. 또한, 시간에 따른 스펙트럼의 형태, 최대 에너지 주파수, 평형 영역의 기울기 등도 분석하였다. 관측풍속 $5-10ms^{-1}$의 범위에서 파랑에 의한 풍속의 감소는 최대 $2ms^{-1}$(응력${\sim}0.1Nm^{-2}$)를 보였고, $10-15ms^{-1}$일 때는 $3ms^{-1}$(응력${\sim}0.4Nm^{-2}$)의 차이를 보였다. 풍속과 파고의 상관분석에서도 관측풍속과 파고의 영향을 고려한 풍속(참풍속)의 경우 선형적인 상관도가 0.71에서 0.75로 약 0.04 정도 상승하였다. 잔잔한 상태에서 파랑이 발생할때 초기에는 4-5초의 단주기 파랑이 형성되고 발달과정을 거치면서 9-10초 주기의 장주기로 이동하며, 최대 에너지 주파주는 일정한 값을 유지하게 된다. 이 상태에 도달하는데 소요되는 시간은 약 6-7시간 정도였다. 또한 스펙트럼의 평형 영역 기울기는 파랑발생 초기에는 변화폭이 존재하나 풍파가 발달하면서 약 4.11의 값으로 접근하였다. 파랑 스펙트럼의 주파수대별 시간 변동과 마찰 속도와의 상관성에 있어 파랑 스펙트럼의 최대 에너지 주파수대 부근에서 높은 상관성을 보이는 경향을 보였으며 0.3 Hz와 0.35 Hz 에서 평균 0.80과 0.82 상관도를 보였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제32권6호
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• pp.430-439
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• 2007

This study was carried out to(1) visualize the installation effect of an anti-wind net; (2) evaluate structural stability of typical anti-wind nets in Jeju; and (3) present the optimal specification of pipes in an anti-wind net for maximum instant wind velocities of 40 m/s and 45 m/s. The analyses were done for anti-wind nets with a mesh of 4 mm and a height of 3 m by using CFX and ANSYS. The results showed that the wind went down due to flow resistance when passing through an. anti-wind net. The anti-wind net with the supporting pipe being installed every two main columns was certainly unstable because the main column not sustained by the supporting pipe became cantilever. With regard to the position of a fixing point of the supporting pipe, von Mises stress on pipes was certainly increased as vertical positions of the supporting pipe were changed to be too lower or higher than an adequate position but there was little difference according to horizontal positions. The adequate vertical position was $2{\sim}2.5\;m$ high from the ground. For a maximum instant wind velocity of 40 m/s, the optimal specification of pipes was a main column of ${\varphi}48.1{\times}2.1$ t@2,000, cross beams(bottom and top) of ${\varphi}26.7{\times}1.9\;t$, cross beams(center) of ${\varphi}33.5{\times}2.1$ t/2ea and a supporting pipe of ${\varphi}31.8{\times}1.5$ t@2,000. In case of a maximum instant wind velocity of 45 m/s, the optimal specification of pipes with structural stability was a main column of ${\varphi}48.6{\times}3.25$ t@2,000, cross beams(bottom and top) of ${\varphi}26.7{\times}1.9\;t$, cross beams(center) of ${\varphi}48.1{\times}2.1$ t/2ea and a supporting pipe of ${\varphi}31.8{\times}1.5$ t@2,000.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.17-25
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• 2014

해상풍력발전기의 기초는 바람, 조류, 그리고 파도 하중을 받기 때문에 해상풍력발전기 기초를 설계하는 데 있어 반복하중을 받는 기초지반의 전단거동 평가가 필요하다. 지반의 비배수 동적 전단거동은 반복하중 횟수, 수직 유효응력, 반복 전단변형률, 상대 밀도, 그리고 평균 및 반복전단응력의 조합에 영향을 받는다. 본 연구에서는 해양 실트질 모래의 비배수 동적 거동에 대한 평균 및 반복전단응력의 영향을 평가하기 위하여 반복단순전단시험(CDSS)을 수행하였으며 상대밀도 85%, 수직 유효응력 200kPa과 300kPa의 시험조건에서 15%의 이중진폭 동적전단변형률(${\gamma}_{cyc}$)과 영구전단변형률(${\gamma}_p$)를 파괴 기준으로 적용하였다. 시험결과는 설계 그래프와 등고선도로 나타내었다. 결과에 따르면 해양 실트질 모래의 비배수 동적 거동은 평균 및 반복전단응력과 두가지 전단응력의 조합에 의해 크게 변하는 경향을 보였다. 평균전단응력이 존재하는 경우에는 반복전단변형보다는 영구변형에 의해 파괴가 결정되는 것으로 나타났다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권2호
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• pp.101-106
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• 2012

여름철에 한우의 더위 스트레스를 경감하기 위하여 송풍팬을 이용하고 있으나 송풍팬의 가동 결정 기준이 마련되지 않아 가동 여부를 결정하는데 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 한우의 더위 스트레스를 경감하기 위한 송풍팬의 가동 기준을 마련하기 위하여 수행되었다. 2010년 여름에 한우농가에서 한우의 호흡횟수, 온도, 풍속, 상대습도 등을 수집한 후 이를 이용하여 호흡횟수와 온도간의 상관관계, 호흡횟수와 풍속간의 상관관계 및 호흡횟수와 상대습도간의 상관관계 등을 분석함으로써 송풍팬의 가동 기준을 마련하였다. 실험 결과 온도에 따라 한우의 호흡횟수는 $23^{\circ}C$ 정도부터 급격히 증가하는 것을 분석할 수 있었다. 또한 풍속 분석 결과 여름철 자연풍(풍속 0~0.8 m/s)에 의해 한우의 더위 스트레스 경감 효과를 볼 수 없다고 사료되었고 이에 따라 송풍팬의 가동이 필수적이라고 판단되었다. 반면에 여름철 보통의 날씨에서는 자연 상태의 상대습도 60%이하에서는 한우의 더위 스트레스의 증감에 영향을 미치지 않는 점 등을 고려해 볼 때, 온도가 $23^{\circ}C$ 미만이면 송풍팬을 가동시키지 않고 온도가 $23^{\circ}C$ 이상이면 송풍팬을 가동시켜 한우의 더위스트레스를 경감시켜 주는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.

• Composites Research
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• 제31권3호
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• pp.104-110
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• 2018

본 연구에서 수직축 풍력 발전기의 복합재 블레이드 및 타워에 대한 구조 설계 및 해석 방안을 제시하였다. 본 연구에서 수직축 블레이드의 설계 및 제작 수행 후 풍력 발전기 타워의 구조 설계를 수행하였다. 먼저 블레이드와 타워의 설계 요구 조건 및 사양이 정립되었다. 타워 구조 설계 이후 유한 요소 해석을 통하여 타워의 구조 해석을 수행하였다. 적용된 하중에서 응력, 변형, 고유 진동수 해석이 수행되었다. 구조 해석을 통해 타워 형상의 개선 설계 방안을 제시하였다. 최종 설계된 타워 구조는 구조 해석을 통해 안전한 것으로 확인되었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제14권3호
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• pp.419-444
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• 2014

Within this paper a new approach for early damage detection in rotor blades of wind energy converters is presented, which is shown to have a more sensitive reaction to damage than eigenfrequency-based methods. The new approach is based on the extension of Gasch's proportionality method, according to which maximum oscillation velocity and maximum stress are proportional by a factor, which describes the dynamic behavior of the structure. A change in the proportionality factor can be used as damage indicator. In addition, a novel deflection sensor was developed, which was specifically designed for use in wind turbine rotor blades. This deflection sensor was used during the experimental tests conducted for the measurement of the blade deflection. The method was applied on numerical models for different damage cases and damage extents. Additionally, the method and the sensing concept were applied on a real 50.8 m blade during a fatigue test in the edgewise direction. During the test, a damage of 1.5 m length was induced on the upper trailing edge bondline. Both the initial damage and the increase of its length were successfully detected by the decrease of the proportionality factor. This decrease coincided significantly with the decrease of the factor calculated from the numerical analyses.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.101-108
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• 2012

본 연구 결과는 해상풍력발전시스템 타워 내부에 설치하는 서비스리프트의 설계 및 구조해석에 대한 내용이며, 공학적 설계법 및 수치해석에 의한 구조해석을 통하여 서비스리프트의 안정성 및 신뢰성을 확인하였다. 설계의 주된 내용은 설계 허용한계 이내에서 만족스러운 성능으로 지상으로부터 타워상부의 해상풍력터빈 너셀까지 작업자와 수리보수용 장비를 안전하게 수송할 수 있는 충분한 능력을 확보하는 것이다. 구조해석을 통하여 서비스리프트 캐빈 및 안전장치의 총변형량과 등가응력에 대해서 검토하여 설계 시 적용한 안전율의 타당성을 검토하였다.

• Wind and Structures
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• 제27권2호
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• pp.123-136
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• 2018

The effects of steep and shallow hills on a stationary tornado-like vortex with a swirl ratio of 0.4 are simulated and quantified as Fractional Speed Up Ratios (FSUR) at three different locations of the vortex with respect to the crests of the hills. Steady state Reynolds Averaged Naiver Stokes (RANS) equations closed using Reynolds Stress Turbulence model are used to simulate stationary tornadoes. The tornado wind field obtained from the numerical simulations is first validated with previous experimental and numerical studies by comparing radial and tangential velocities, and ground static pressure. A modified fractional speed-up ratio (FSUR) evaluation technique, appropriate to the complexity of the tornadic flow, is then developed. The effects of the hill on the radial, tangential and vertical flow components are assessed. It is observed that the effect of the hill on the radial and vertical component of the flow is more pronounced, compared to the tangential component. Besides, the presence of the hill is also seen to relocate the center of tornadic flow. New FSUR values are produced for shallow and steep hills.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권7호
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• pp.564-573
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• 2012

새롭게 제안된 공력 설계 절차와 In-house 프로그램을 이용하여 1 MW급 수평축풍력 터빈 블레이드의 형상을 결정하였고, 기존에 개발된 블레이드의 실험 결과와 본 연구에서 제안한 블레이드와의 비교를 통하여 공력 설계에 대한 타당성을 제시하였다. 블레이드의 구조 설계는 Netting Rule과 Rule of Mixture를 적용하여 설계를 진행하였다. 설계된 블레이드의 구조적 안전성은 상업적 유한요소프로그램인 MSC.NASTRAN을 사용하여 다양한 하중에 따라 선형 정적해석, 변형해석, 좌굴해석, 진동모드해석 등을 수행하였다. 최종적으로 Spera가 제시한 실험식을 적용하여 요구된 피로수명에 대해 타당성을 확인하였다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.18-22
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• 2012

This paper presents the magnetic field analysis of the racetrack double pancake field coil for the 10 MW class superconducting wind turbine which is considered to be the next generation of wind turbines using the 3 Dimensional FEM(Finite Elements Method). Generally, the racetrack-shaped field coil which is wound by the second generation(2G) superconducting wire in the longer axial direction is used, because the racetrack-shaped field coil generates the higher magnetic field density at the minimum size and reduces the synchronous reactance. To analysis the performance of the wind turbines, It is important to calculate the distribution of magnetic flux density at the straight parts and both end sections of the racetrack-shaped high temperature superconductivity(HTS) field coil. In addition, Lorentz force acting on the superconducting wire is calculated by the analysis of the magnetic field and it is important that through this way Lorentz force can be used as a parameter in the mechanical analysis which analyzes the mechanical stress on the racetrack-shaped field coil.