• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.209-215
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• 2017

대형 부유식 파력-해상풍력 복합발전시스템은 정 사각형(폭 150m) 부유식 플랫폼 컬럼 상부에 4기의 3MW 풍력터빈이 설치된다. 전방 풍력터빈으로부터 발생되는 후류는 터빈배치에 따라 후방 풍력터빈의 출력성능과 하중특성에 불리한 영향을 미치므로 후류간섭에 대한 유동해석을 통해 최적배치설계가 실시되어야 한다. 본 논문에서는 플랫폼 배치조건($0^{\circ}$, $22.5^{\circ}$, $45^{\circ}$) 변화에 따른 개별 풍력터빈의 출력특성 및 연간에너지생산량을 확인하기 위해 풍속변화(8m/s, 11.7m/s, 19m/s 25m/s)에 대한 비정상상태 CFD 해석을 실시하였다. 레일리분포를 적용한 연간에너지생산량 계산결과는 각 배치조건에 따라 다르게 나타났으며, 해석결과에 근거하여 후류손실이 최소화 될 수 있는 최적 배치설계를 제안하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제2권4호
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• pp.297-314
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• 2012

Power-take-off through inner dynamic system inside a floating buoy is suggested. The power take-off system is characterized by mass, stiffness, and damping and generates power through the relative heave motion between the buoy and inner mass (magnet or amateur). A systematic hydrodynamic theory is developed for the suggested WEC and the developed theory is illustrated by a case study. A vertical truncated cylinder is selected as a buoy and the optimal condition of the inner dynamic system for maximum PTO (power take off) through double resonance for the given wave condition is systematically investigated. Through the case study, it is seen that the maximum power can actually be obtained at the optimal spring and damper condition, as predicted by the developed WEC theory. However, the band-width of high performance region is not necessarily the greatest at the optimal (maximum-power-take-off) condition, so it has to be taken into consideration in the actual design of the WEC.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권2호
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• pp.123-132
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• 2015

본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템에 설치되는 다수 풍력발전기의 배치 설계를 수행하고, 전산유체역학 해석기법을 통해 다수 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 날개요소운동량이론을 기반으로 한 풍력발전 단지 설계용 프로그램 WindPRO를 이용하여, 발전시스템의 적지 환경 풍황조건에 대해 최대에너지를 생산할 수 있는 배치 설계를 도출하였고, ANSYS CFX를 이용하여 다수 풍력발전기간의 후류 간섭영향을 발전기 성능 측면에서 검토하여, 근거리 다수 풍력발전기간의 후류 간섭이 시스템에 미치는 영향을 평가하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.291-297
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• 2015

10 MW급의 파력-해상풍력 복합발전 플랫폼 설치해역으로 고려되고 있는 차귀도 해역에서 측정된 파랑정보를 이용하여 파랑스펙트럼을 구하고, 이로부터 생성된 불규칙파에 따라 수직 운동하는 파력발전기에 Sheng et al.(2015)이 제안한 래칭 제어기법을 적용하였다. 래칭 시간을 정할 때 필요한 입사파의 주기로 불규칙파의 통계 대푯값인 피크 주기를 사용하였다. 래칭 제어기법을 불규칙파중 부이의 시간영역 해석에 적용한 결과, 약 50%의 추출파워의 증가를 가져왔다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.508-508
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• 2012

CST microwave studio is used to simulate the plasma profile of the 450mm CCP source. Standing wave effect becomes important at the high frequency as the electrode radius increases. To solve plasma non-uniformity problem, we designed multi electrode chamber to decreasing standing wave effect. Simulation showed the ratio of input power of each electrode is related with electric field strength. The multi electrode was constructed and measured by 2D probe arrays using floating harmonic method. Uniformity of 450 mm CCP was changed by the ratio of input power of each electrode. We described this dependence with circuit model.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제37권1호
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• pp.1-14
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• 2017

A series of coupled time domain simulations considering stochastic waves and wind based on five 1-h time-domain analyses are performed in normal operating conditions. Power performance and tower base Fore-Aft bending moment and pitching motion response of the floating spar-buoy wind turbine with 2 MW direct-drive PMSG have been analyzed by using HAWC2 that account for aero-hydro-servo-elastic time domain simulations. When the floating spar-buoy wind turbine is tilted in the wind direction, maximum of platform pitching motion is close to $4^{\circ}$. Statistical characteristics of tower base Fore-Aft bending moment of floating spar-buoy wind turbine are compared to that of land-based wind turbine. Maximum of tower base Fore-Aft bending moment of floating spar-buoy wind turbine and land-based wind is 94,448 kNm, 40,560 kNm respectively. This results is due to changes in blade pitch angle resulting from relative motion between wave and movement of the floating spar-buoy wind turbine.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권3호
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• pp.135-142
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• 2015

부유식 해양구조물은 설계수명 동안 조우할 수 있는 가장 극심한 환경하중을 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구의 해석 대상인 부유식 파력-해상풍력 복합 발전시스템에 가장 큰 영향을 미치는 환경하중은 파랑하중이다. 파랑하중의 주요 매개변수는 파장, 파고, 파향이며, 이들의 조합에 따라 구조물의 거동특성에 미치는 영향은 판이하다. 이에 따라, 대상 해역이 가지는 파랑의 특성과 구조물이 가지는 응답 특성을 기반으로 극한 응답을 주는 파랑인자를 탐색하는 과정이 필요하다. 즉, 환경조건 범위에서 발생할 수 있는 모든 파랑조건을 탐색하여 최대 응답을 발생시키는 등가설계파를 추출해야 한다. 이는 특정 하중의 최대 설계 응답과 동일한 응답 수준을 주는 규칙파를 탐색하는 일련의 과정을 통해 계산 가능하다. 본 연구에서는 부유식 파력-해상풍력 복합 발전시스템에 작용하는 특정 하중 인자에 대해 등가설계파를 산정하였으며, 전체구조해석에 활용하였다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권4호
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• pp.275-294
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• 2013

Side-by-side offloading operations are widely utilized in engineering practice. The hydrodynamic interactions between two vessels play a crucial role in safe operation. This study focuses on the coupled effects between two floating bodies positioned side-by-side as a shuttle tanker-FPSO (floating production, storage and offloading) system. Several wave directions with different side-by-side distances are studied in order to obtain the variation tendency of the horizontal hydrodynamic coefficients, motion responses and mean drift forces. It is obtained that the coupled hydrodynamics between two vessels is evidently distinguished from the single body case with shielding and exaggerating effects, especially for sway and yaw directions. The resonance frequency and the peak amplitude are closely related with side-by-side separation distance. In addition, the horizontal hydrodynamics of the shuttle tanker is more susceptible to coupled effects in beam waves. It is suggested to expand the gap distance reasonably in order to reduce the coupled drift forces effectively. Attention should also be paid to the second peaks caused by hydrodynamic coupling. Since the horizontal mean drift forces are the most mainly concerned forces to be counteracted in dynamic positioning (DP) system and mooring system, prudent prediction is beneficial in saving consumed power of DP system and reducing tension of mooring lines.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권4호
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• pp.1-6
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• 2008

Nowadays, the computational capability and graphical power based on PCs increase very rapidly every year. As a result, the complicated engineering or scientific problems that could have only been handled by supercomputers a couple of decades ago can now be routinely run on PCs. Besides, the PCs can be assembled in parallel to increase its computational capability theoretically without limitation. The Web-based interface and communication tools are also being enhanced very rapidly and the real-time distance learning (E-Learning) and project cooperation on web get increasing attention. Using the-state-of-the-art computational method, a number of complicated and computationally intensive problems are being solved by PCs. The results can be well demonstrated on screen by graphics and animation tools. Those examples include the simulations of fully nonlinear waves, their interactions with floating bodies, global-motion analysis of multi-unit floating production system including complicated mooring lines and risers. Several examples will be presented in this regard. Also, Web and java-applet based educational tools have been developed at Texas A&M University for better understanding of waves and wave-body interactions. The background and examples of such Web-based educational tools published in Kim et al. (2003) are briefly introduced here.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.936-942
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• 2014

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 관한 관심이 날로 증가하고 있다. 그 중에서도 예측가능성이 높고 이용 가능한 양이 풍부한 파력에너지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 부유체-균형추식 파력발전장치는 진동 타입과 비교해 구조 강도가 증진된 장치이며, 부유체의 포면에 웨이브 캠버라 불리우는 격벽을 설치하여 파도가 오직 상하운동만을 하도록 만들었다. 본 논문은 주로 병렬 연결된 파력 발전장치의 발전량에 중점을 두고, 그 발전량을 계산하였다. 그 결과, nl/L의 값이 증가할수록, 더 많은 전력량이 발생하고, nl/L=0.40 이상이 되었을 때, 상시 연속적인 발전량이 얻어진다는 것을 알 수 있었다. 이 연구를 통해서, 실제 해역 조건에 유리한 유수실을 설계하는데 기본 자료로 활용할 수 있다.