• Wind and Structures
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• 제27권6호
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• pp.431-438
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• 2018

This paper presents a free vibration analysis of size-dependent functionally graded (FG) nanobeams with all surface effects considerations on the basis of modified couple stress theory. The material properties of FG nanobeam are assumed to vary according to power law distribution. Based on the Euler-Bernoulli beam theory, the modeled nanobeam and its equations of motion are derived using Hamilton's principle. An analytical method is used to discretize the model and the equation of motion. The model is validated by comparing the benchmark results with the obtained results. Results show that the vibration behavior of a nanobeam is significantly influenced by surface density, surface tension and surface elasticity. Also, it is shown that by increasing the beam size, influence of surface effect reduces to zero, and the natural frequency tends to its classical value.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.45-56
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• 2013

최근 해상풍력발전 단지 조성은 많은 양의 에너지를 창출할 수 있어 그 기대는 점차적으로 증가하고 있다. 특히 제주도는 풍황이 우수하여 해상풍력발전 시스템 운영을 위한 최적의 대상지이기는 하나, 화산활동에 의해 형성된 지형으로 육지부와 달리 기반암인 현무암층 사이에 연약층인 화산쇄설물 및 공동이 불규칙하게 발달된 층상구조로 이루어져 있다. 즉, 해상풍력발전기 기초저면 기반암에 연약한 화산쇄설물이 존재하는 경우 풍력발전기의 주기적인 진동으로 지반의 강도가 저하됨은 물론 장기침하로 인하여 풍력발전기의 장기적인 안정성 확보가 어려울 수도 있다. 본 논문에서는 제주도의 3개 지역에 대한 지표지질조사와 실내실험을 통해 도출된 설계정수를 파악한 후, 수치해석을 통하여 층상구조로 이루어진 연약지층에 모노파일 설치시 연직변위와 응력분포 결과를 도출하였다.

• Wind and Structures
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• 제23권6호
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• pp.505-521
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• 2016

The objective of this study is to investigate numerically the effect of building roof shaps on wind flow and pollutant dispersion in a street canyon with one row of trees of pore volume, $P_{vol}=96%$. A three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model is used to evaluate air flow and pollutant dispersion within an urban street canyon using Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations and the Explicit Algebraic Reynolds Stress Models (EARSM) based on k-${\varepsilon}$ turbulence model to close the equation system. The numerical model is performed with ANSYS-CFX code. Vehicle emissions were simulated as double line sources along the street. The numerical model was validated by the wind tunnel experiment results. Having established this, the wind flow and pollutant dispersion in urban street canyons (with six roof shapes buildings) are simulated. The numerical simulation results agree reasonably with the wind tunnel data. The results obtained in this work, indicate that the flow in 3D domain is more complicated; this complexity is increased with the presence of trees and variability of the roof shapes. The results also indicated that the largest pollutant concentration level for two walls (leeward and windward wall) is observed with the upwind wedge-shaped roof. But the smallest pollutant concentration level is observed with the dome roof-shaped.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.672-680
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• 2017

태양광 발전 시스템은 태양광 패널이 부착되어 있는 구조물, 이를 지지하는 부분과 발전된 전력을 계통 또는 부하측에 공급하는 장치로 구성된다. 태양광 패널의 발전효율은 태양빛의 입사량에 영향을 받기 때문에 패널이 태양빛을 가장 많이 받을 수 있는 방향으로 패널 구조물을 설치한다. 그러나 태양은 계속 이동하기 때문에 고정식 보다는 태양을 향하여 패널이 회전하는 방식이 더욱 효율이 좋다. 태양광 패널 구조물은 야외에 설치되므로 풍하중, 적설하중 지진하중 등이 작용한다. 본 논문에서는 태양광 패널 구조물에 가장 영향이 큰 풍하중을 유한요소법을 사용하여 구하고 이를 적용하여 태양 추적식 발전 장치의 구조물을 설계하였다. 특히 패널간의 간격에 따른 풍하중을 구하고, 패널 구조물이 지면과 이루는 각도에 따른 풍하중의 변화도 구하였다. 패널간의 간격은 간격이 없을 경우, 간격이 40 mm, 80 mm일 경우 등 3가지 경우에 대하여 해석을 하였으며, 지면과의 각도는 30도, 45도, 60도 등에 대하여 해석을 하였다. 해석결과 풍하중은 패널간의 간격이 없을 경우가 가장 적게 나타났고, 지면과의 경사각이 클수록 커지는 것을 알 수 있었다.

• Journal of international Conference on Electrical Machines and Systems
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• 제1권2호
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• pp.116-124
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• 2012

Wind is an abundant source of natural energy which can be utilized to generate power. Wind velocity does not remain constant, and as a result the output power of wind turbine generators (WTGs) fluctuates. To reduce the fluctuation, different approaches are already being proposed, such as energy storage devices, electric double layer capacitors, flywheels, and so on. These methods are effective but require a significant extra cost to installation and maintenance. This paper proposes to reduce output power fluctuation by controlling kinetic energy of a WTG system. A MW-class pitch-regulated permanent magnet synchronous generator (PMSG) is introduced to apply a power fluctuation reducing method. The major advantage of this proposed method is that, an additional energy storage system is not required to control the power fluctuation. Additionally, the proposed method can mitigate shaft stress of a WTG system. Which is reflected in an enhanced reliability of the wind turbine. Moreover, the proposed method can be changed to the maximum power point tracking (MPPT) control method by adjusting an averaging time. The proposed power smoothing control is compared with the MPPT control method and verified by using the MATLAB SIMULINK environment.

• 한국해안해양공학회지
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• 제4권4호
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• pp.231-242
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• 1992

분 연구에서는 수치모형을 이용하여 조류 및 취송류의 순환형태를 고찰하였다. 사용된 모형은 유체의 운동 및 연속방정식에 기초한 연직평균 2차편 모형으로서 양해법을 사용하며, 개방경계에서의 해수면 변화와 바람의 전단력에 의한 forcing을 포함한다. 모형의 영역은 북위 35$^{\circ}$~36$^{\circ}$40', 동경 125$^{\circ}$~126$^{\circ}$40'이며 경사간격은 x, y 방향 공히 5km이다. 피해측에서 22일간 관측된 조석(2개 지점) 및 조류(1개 지점) 자료와 비교한 결과 본 모형은 4개 주요 분조에 의한 조석 및 조류를 정확도 90% 이내로 재현하였다. 여섯 가지 경우의 가상적인 바람에 대한 해석을 통하여 흐름의 분포양상과 지역적인 특성을 고찰하였다. 그 결과, 풍향에 관계 없이 강한 연안류가 발생하며, 또한 해저지형의 영향으로 부안 외해측에 주반경 40km의 지역적인 과류가 발생함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권2호
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• pp.201-208
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• 2009

최근 화석 연료가 고갈됨에 따라 대체 에너지 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 여러 대체 에너지들 중 풍력 발전시스템은 바람의 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 시스템으로 매우 친환경적이기 때문에 다양하게 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서 500W급 소형 풍력 발전용 블레이드의 개발을 통해 외국에 비하여 상대적으로 풍속이 낮은 국내와 같은 지역에 적용할 수 있는 블레이드 설계를 수행하였다. 본 논문에서는 피로수명을 고려한 고효율 경량화 블레이드의 공력설계 및 구조설계 방법이 제안되었으며, 구조해석으로 선형 정적해석, 좌굴해석, 진동모드해석이 수행되었다. 이론적 해석 결과를 입증하기 위하여 구조 시험 및 공력 성능 시험 결과 비교적 잘 일치하며 설계 요구 조건을 만족함을 확인하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권2호
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• pp.75-81
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• 2019

본 연구에서는 최근 정부에서 제시한 표준설계 응답스펙트럼을 이용하여 송전용량, 높이 및 구조타입 등 다양한 변수를 고려한 송전철탑 24기를 선정하여 내진성능평가를 수행하였다. 또한, 정부에서 요구한 내진기준 상향 시 철탑의 설계에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 현 설계 풍하중 및 개정 지진하중에 의해 발생되는 응력 및 단면력의 크기를 비교해 보았다. 내진성능평가 결과 대상 철탑들은 0.31~0.91g의 내진성능을 보유하고 있는 것으로 나타나, 2,400년 재현주기의 내진특등급 수준을 만족하였으며 내진안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 철탑의 지진에 의한 단면력은 풍하중에 의한 값의 33~82.5%로 나타나, 상향된 내진기준에서도 설계 풍하중이 지진하중보다 지배적임을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제22권1호
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• pp.22-31
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• 2009

최근 화석 연료가 고갈됨에 따라 대체 에너지 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 여러 대체 에너지들 중 풍력 발전기는 바람의 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 주는 시스템으로 매우 친환경적이기 때문에 다양하게 연구되고 있다. 따라서 본 연구의 목표는 500W급 소형 풍력 발전용 블레이드의 개발로서 외국에 비하여 상대적으로 풍속이 낮은 국내와 같은 지역에 적용할 수 있도록 설계 되어야 한다. 본 논문에서는 피로수명을 고려한 고효율 경량화 블레이드의 공력설계 및 구조설계 방법이 제안되었으며, 구조해석으로 선형 정적해석, 좌굴해석, 진동모드해석이 수행되었다. 또한 풍력 발전 시스템에 발생할 수 있는 유체충돌해석을 모사하였다. 해석결과들은 유압시험장비를 이용한 구조시험 빛 성능시험의 결과와 비교되었고, 비교적 잘 일치하여 설계결과의 안전성을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권1호
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• pp.37-48
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• 1991

Rice plants are subjected to various forces such as natural force of wind and mechanical force of cultivating machines. Rheological behavior of the rice stem can be expressed in terms of three variables : stress, relaxation and time. The objectives of this study are to examine stress relaxation, creep and recovery characteristics on the rice stem in case of axial and radial loading. Stress relaxation with time was studied on three levels of loading rate and on four levels of applied stress. The results were summarized as follows : 1. The hysterisis losses of the rice stem distinctly observed at the radial compression in comparison with axial compression. The hysterisis loss implied that the stem to absorbed energy without being deformed beyond the yield point. 2. Ageneralized Maxwell model consisting of three elements gave a good description of the relaxation behavior of the rice stem. Rate of loading was more significant on the observed relaxation behavior within the short relaxation time, but there were little influences of rate of loading on the relaxation time. 3. The stress relaxation intensity and the residual stress increased in magnitude as the applied stress increased, but the relaxation time was little affected by the applied stress. 4. The coefficients of the stress relaxation model showed much differences in the radial compression and the axial compression, especially the higher relaxation stress of the third element was observed in the radial compression. 5. The behaviors of rice stem in creep and recovery test also might be represented by a four element Burger's model. But the coefficients of the creep model were different from those of the recovery model. 6. The steady-state phenomena of creep appeared at the stress larger than 20 MPa in Samkang and 1.8 MPa in Whajin. 7. The elastic modulus of the stem showed the range from 40 to 60 MPa. It could be considered, as a result, the rice stems had viscoelastic properties.