• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.653-660
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• 2015

본 연구에서는 CFD 해석기법을 이용하여 서로 다른 두 가지 형식의 수직축 조류발전용 터빈에 대한 출력성능 및 하중 해석을 수행하였다. ANSYS CFX를 이용하여 시간변화에 따른 해석을 수행하였으며, H 타입 로터의 정상 및 극치운전조건에서 각각 7.47kW와 67.6kW의 출력이 나타났다. 이는 초기 설계조건에 적합하지 않은 것으로 확인되었으며, helical 타입 로터의 정상 및 극치운전조건에서는 출력성능이 거의 설계 운전점에 가까운 특성을 나타내었다. 블레이드 주변에 발생하는 캐비테이션은 두 종류의 로터 블레이드 모두에서 반복적으로 발생되었으며, 조류 터빈의 순간 출력변화에 많은 영향을 미칠 수 있다. 따라서 안정적인 출력품질의 확보 및 피로파손 방지를 위해서는 캐비테이션 현상의 발생을 최소화 할 수 있는 설계가 필요하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권8호
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• pp.5-15
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• 2017

풍력발전기의 안정성 평가를 위해 수행하는 통합하중해석에서 기초는 하중과 변위의 관계로 정의되는 기초강성을 입력하여 적용이 가능하다. 이때 기초의 형상과 지반의 조건이 정확하게 반영된 기초의 강성이 적용되어야 하므로, 지반의 탄소성 거동을 정밀하게 반영한 버킷기초의 강성 산정방법이 필요하다. 본 연구에서는 다양한 사질토의 마찰각과 버킷기초 형상에 대한 유한요소해석을 수행하여 기초의 강성을 산정하였으며, 해석결과로부터 정규화된 기초강성 매트릭스가 제안되었다. 제안된 버킷기초의 강성 산정방법은 설계에 직접 적용될 수 있는 유용한 결과라고 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.470-478
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• 2016

화석연료 사용으로 인한 환경오염과 기후변화는 전 지구적인 환경 문제로 대두되고 있다. 또한 화석연료 고갈 및 경제적 취약성을 극복하기 위하여 태양광, 풍력 등 신재생에너지 자원 기반 에너지공급 시스템 구축이 많은 관심을 받고 있다. 이러한 신재생에너지 시스템은 자원의 낮은 공급안정성을 극복하기 위하여 다양한 자원을 이용한 독립 통합 에너지공급 시스템 설계 및 운전 전략이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 PV, Wind turbine, 화석연료 기반 발전 및 저장장치 등으로 구성된 독립 에너지공급 시스템을 설계하였다. 또한 최적화 모델을 이용하여 각 지역별 최적 전력생산 시스템의 구성요소를 규명하고 소요비용을 분석하였다. 제시된 모델 검증을 위하여 한국의 주거, 농업, 상업부문 등 주요 에너지수요 만족을 위한 설계문제를 해결하였다. 그 결과 주거부문의 경우 $0.37~$0.44/kWh, 농업부문의 경우 $0.15~$0.61/kWh, 상업부문의 경우 $0.12~$0.28/kWh의 단위전력 비용을 보였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권2호
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• pp.163-171
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• 2020

전력연구원에서 설계한 5 MW급 일괄설치시스템의 예인안정성 및 내항성능 검증을 위해 수조모형시험을 실시하였다. 1/48 축소모형을 만들어 정수 및 파랑 중 시험을 수행하였다. 실선기준 4, 5, 6 knots의 대응속도로 예인하며 예인선의 장력을 계측하고, 실선의 필요 예인 동력을 추정하였다. 또한, 관성계측장치를 이용하여 모형의 6자유도 운동을 계측하였으며, 파랑 중 구속모형시험을 통해 내항성능을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제28권6호
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• pp.340-347
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• 2015

VARTM 공정에서 고분자 수지가 함침 될 때 시간에 따라 섬유보강재가 팽창하여 섬유체적율이 감소하는 현상이 발생한다. 풍력 블레이드와 같은 대형 복합재료 구조물의 경우 섬유체적율의 변동 폭이 커져 제품의 치수가 변하고 기계적 물성이 저하될 뿐 아니라 예측하지 못한 고분자 수지의 사용량이 증가하는 등의 문제점과 경제적인 손실이 발생할 여지가 증가할 수 있다. 본 연구에서는 VARTM 공정에서 수지 함침에 따른 섬유 보강재의 팽창 현상에 관한 분석을 통하여 복합재료 액상 성형 공정에서의 섬유 체적율을 조절하는 방안을 모색하였다. 그 결과 유동 선단의 진행에 따라 섬유의 팽창 현상이 크게 두 단계로 구분되어 나타나는 것을 확인하였고 각각의 단계에서 작용하는 힘을 분석함으로써 섬유의 체적율 변화에 관한 현상학적 모델을 제시하였고 1차원 편미분 수치 해석과 연계하여 VARTM공정에서 수지 함침에 따른 섬유 체적율의 변화를 예측하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.637-645
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• 2017

제주도는 여러 차례의 화산활동에 의해 형성된 섬으로 불규칙한 화산암층 구조를 가지고 있다. 해상풍력발전기와 같은 구조물은 기초에서부터 하중 작용점까지의 거리가 멀고 상대적으로 큰 수평하중이 작용하여 매우 큰 전도모멘트를 지지해야 한다. 이러한 구조물을 경제적으로 지지하기 위해서는 암반층이라도 말뚝기초를 시공해야 한다. 따라서 본 연구에서는 암반매입말뚝을 위한 주면고정액의 적정배합비를 찾기 위하여 물, 시멘트, 모래의 배합비를 달리하여 역학적 성능을 평가하고, 실험 결과와 기존 연구 결과를 비교분석하였다. 동일한 배합조건에서 시멘트풀과 소일시멘트보다 모르타르(잔골재 비=20~40%)의 역학적 성능이 우수하게 나타났다. 이 결과를 바탕으로 적정배합범위와 강도추정식을 제안하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.286-294
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• 2016

초기설계 단계에서 시스템의 성능을 고려한 형상의 최적화가 필요하다. 하지만, 일반적으로 공학시스템의 성능예측은 많은 계산 시간이 요구되는 작업이다. 시스템 형상의 최적화를 위해서는 다양한 설계대안에 대한 성능의 평가가 요구되므로 초기 설계과정에서 많은 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 많은 연구자들은 응답표면방법을 이용한 성능예측에 관한 다양한 연구를 시도하고 있다. 하지만, 이 방법은 비선형성이 강한 문제에서 예측오차가 비교적 크게 발생하는 단점이 있다. 따라서 본 연구의 최종목표는 초기설계과정에서 성능예측을 위한 적절한 근사모델을 제시하고, 해양시스템 성능예측문제(부유식 해상발전기 하부구조물 최적화 문제, 유조선의 선저외판 최적화 문제)에 적용하여 제시된 근사모델을 검증하는 것이다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.40-47
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• 2010

Micro Grid(MG)는 새로운 개념의 전력시스템으로 Smart Grid 기술의 일환으로 관심을 받고 있다. 기본적인 MG의 개념은 신/재생에너지를 포함한 분산전원의 도입 및 효율적인 계통운영이지만 여기에는 전력공급의 신뢰성과 경제성이 배제될 수 없는 요소임은 확실하다. MG라는 새로운 계통의 개념을 도입하는데 있어서 기존 전력계통(Utility Grid)과의 간섭, 신뢰도 및 전력품질의 문제들이 해결해야 하는 숙제로 떠오르고 있는데 이에 대한 대안 중 하나가 에너지저장기술이다. 그러나 본 기술은 아직까지는 초기투자비 및 운영유지비가 매우 높은 수준이기 때문에 MG의 설계에 있어서 신뢰도와 경제성을 함께 고려한 Energy Storage System(ESS)의 설치방법이 필요로 된다. 이에 본 논문에서는 공급신뢰도기준을 충족할 수 있는 ESS의 최소필요용량 및 적정투자시점을 결정하는 확률론적 방법을 제안하고 이에 대한 사례연구를 수행하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제5권1호
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• pp.1-19
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• 2015

The water jetting system for a jack-up spudcan requires the suitable design considering the platform/spudcan particulars, environments, and soil conditions, either the surficial clay or surficial sand. The usage of water jetting depends critically on soil conditions. The water jetting is usually used for the smooth and fast extraction of the spudcan in the surficial clay condition. It is also required for inserting spudcan up to the required depth in the surficial sand condition, which is investigated in this paper. Especially, it should be very careful to use the water jetting during an installation of spudcan in the surficial sand condition, because there is a risk of overturning accident related to the punch-through. Therefore, in this study, the effect of water jetting flow rate and time on the change of soil properties and penetration resistance is analyzed to better understand their interactions and correlations when inserting the spudcan with water jetting in surficial sand condition. For the investigation, a wind turbine installation jack-up rig (WTIJ) is selected as the target platform and the multi layered soil (surficial sand overlaying clays) is considered as the soil condition. The environmental loading and soil-structure interaction (SSI) analysis are performed by using CHARM3D and ANSYS. This kind of investigation and simulation is needed to decide the proper water jetting flow rate and time of spudcan for the given design condition.

• 한국해양공학회지
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• 제32권5호
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• pp.297-309
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• 2018

After an accident involving mooring link failures in an offloading buoy, verification of the fatigue safety in terms of the out-of-plane bending (OPB) and in-plane bending (IPB) moments has become a key engineering item in the design of various floating offshore units. The mooring links for an 8 MW floating offshore wind turbine were selected for this study. To identify the OPB stiffness (OPB moment versus interlink angle), a numerical simulation model, called the 3-link model, is usually composed of three successive chain links closest to the fairlead or chain hawse. This paper introduces two numerical simulation techniques for the 3-link analyses. The conventional and advanced approaches are both based on the prescribed rotation approach (PRA) and direct tension approach (DTA). Comparisons of the nominal stress distributions, OPB stiffnesses, hotspot stress curves, and stress concentration curves are presented. The multiple link analyses used to identify the tension angle versus interlink angle require the OPB stiffness data from the 3-link analyses. A convergence study was conducted to determine the minimum number of links for a multi-link analysis. It was proven that 10 links were sufficient for the multi-link analysis. The tension angle versus interlink angle relations are presented based on multi-link analyses with 10 links. It was found that the subsequent results varied significantly according to the 3-link analysis techniques.