• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.306-315
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• 2010

대규모 해상풍력 개발이 예상되고 있는 가운데, 이러한 대규모 단지개발을 위해서는 사전 환경영향평가가 매우 중요하다. 해상풍력단지 개발 후보지 중 하나인 전북 위도 부근 해역에서의 파랑 관측 자료를 토대로 파랑추산 모형을 검증하고, 해상풍력터빈을 위한 직경 5 m의 모노파일 기초 35기 설치시 파랑 거동에 미치는 영향을 검토하였다. 파랑추산 모형의 유의파고 계산 결과, 관측자료와의 RMS 오차가 0.35 m 정도로 재현성이 우수함을 확인하였으며, 터빈이 설치되는 경우 파고 감쇠율이 1% 미만으로 영향이 거의 없음을 확인할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권2호
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• pp.193-209
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• 2016

In this study, wave force tests were carried out for the four types of offshore support structures with scale factor 1:25 and wave forces to the support structure shapes were investigated. As the results of this study, it was found that, as the wave period increased at the normal wave condition, wave force decreased for the most cases. Extreme wave force was affected by the impact wave force. Impact wave force of this study significantly effect on Monopile and slightly on GBS and Hybrid type. Accordingly, Hybrid type indicated even lower wave force at the extreme and irregular wave conditions than the Monopile although Hybrid type indicated higher wave force at the normal wave condition of the regular wave because of the larger wave area of wave body. In respects of the structural design, since critical loading is extreme wave force, it should be contributed to improve structural safety of offshore support structure. However, since the impact wave force has nonlinearity and complication dependent on the support structure shape, wave height, wave period, and etc., more research is needed to access the impact wave force for other support structure shapes and wave conditions.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.37-45
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• 2014

해상 기초구조물은 수평하중에 지배적인 영향을 받으며, 세굴 발생으로 인한 모노파일의 근입깊이 및 지반강성의 감소는 구조물의 안정성을 저하시키게 된다. 본 연구의 목적은 전기비저항 모니터링 기법을 이용하여 기초구조물의 연직 세굴심도를 평가하고, 전단파 토모그래피를 통해 지반강성의 공간적 분포 및 변화양상을 파악하는 것이다. 해상 기초구조물에서의 세굴현상을 모사하기 위하여 하단이 고정된 모형 모노파일을 중앙에 위치시킨 후 모래 및 시멘트를 이용하여 모형 지반을 조성하였다. 전기비저항을 측정하기 위하여 모형 모노파일에 수평 및 수직배열로 구분하여 전극쌍을 설치하였으며, 전단파 측정을 위해서 사각형 프레임에 벤더 엘리먼트를 $7{\times}7$로 배열하였다. 세굴도 변화에 따라 위치별 전기비저항과 전단파 토모그래피 이미지를 측정하였다. 실내실험을 통해 세굴도 변화에 따른 위치별 전기비저항 변화와 전단파 토모그래피를 관찰하였고, 각 단계별 지반 변화양상을 파악하였다. 위치별 전기비저항의 변화를 통해 최대세굴심도 평가가 가능했으며, 전단파 토모그래피를 통해 세굴로 인한 지반의 전단강성 변화를 추정할 수 있었다. 본 논문에서 제시한 전기비저항과 전단파 토모그래피는 세굴현상으로 인한 해상 기초구조물 주변의 지반특성을 모니터링하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.21-31
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• 2014

최근 전 세계적으로 화석연료 고갈에 대비하여 신재생에너지에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 특히, 해상풍력발전기는 경제성 측면에서 매우 뛰어난 기술로 알려져 있다. 그런데, 해상 풍력발전기는 바람과 풍력 하중 때문에 저면에 큰 모멘트가 발생하므로 대구경 모노파일을 적용하는 것이 필요하다. 이 때, 대구경 말뚝을 경제적으로 설계하려면 기초구조물의 강성이 타워의 최대 모멘트 값에 미치는 영향을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 기초구조물 강성을 산정할 때 모노파일의 대구경 효과를 정밀히 고려하기 위하여 3차원 유한요소해석을 수행하고, 기존의 p-y 해석법에 의한 강성산정 결과와 비교하였다. 본 연구에 적용한 예제의 해석결과, 기초구조물의 강성 산정방법에 따른 말뚝두부 최대 모멘트 값의 변화는 크지 않았지만 말뚝두부 최대 기울어짐 각의 경우 유한요소해석법이 p-y 해석법에 비하여 14% 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로, 기울어짐 각이 성능수준에 영향을 미치는 경우 유한요소해석법을 적용하여 기초강성 효과를 정밀하게 고려하는 것이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제28권4호
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• pp.261-267
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• 2014

Because a change in the natural frequencies of a structure indicates structural health problems, monitoring the natural frequencies crucial. Long-term measurement for the Uldolmok tidal current power plant structure has shown that its natural frequencies fluctuate with a constant cycle twice a day. In this study, lab-scale tests to investigate the causes of these natural frequency fluctuations were carried out in a circulating water channel. Three independent variables in the tests that could affect the fluctuation of the natural frequencies were the water level, current velocity, and boundary condition between the specimen and the bottom of the circulating water channel. The experimental results were verified with numerical ones using ABAQUS. It was found that the fluctuation of the natural frequencies was governed by a decrease in stiffness due to the boundary condition much more than the effect of added mass. In addition, it was found that the natural frequency would decrease with an increase in the tidal current velocity because of its nonlinearity when the boundary condition was severely deteriorated due to damage.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권9호
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• pp.59-67
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• 2014

수중 구조물의 건설공사 수요 증가에 따라 구조물을 지반에 고정시키고 지지하기 위한 해양 기초 및 수중 그라우트재에 대한 관심이 높아지고 있고, 이에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 수중에 시공되는 그라우트재는 물의 흐름에 의해 유실 교란되기 쉽고 양생 중에 재료분리 현상 등으로 인해 시공품질을 확보하기 어려워 설계 강도에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 해상 모노파일 속채움과 같이 골재를 채운 후 그라우트재를 주입하는 프리플레이스트 공법에 대한 수중 불분리성 혼화제의 적용 효과를 파악하기 위해 골재 크기, 그라우트재의 종류, 물 시멘트비 및 혼화재 등 다양한 시험조건을 상정하여 블리딩 및 압축강도 등의 실내시험을 수행하였으며, 이에 따른 특성을 비교 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.185.1-185.1
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• 2010

The 3MW OWEC demonstrator project in Korea will be the first offshore wind project with Korean turbine, Doosan WinDS3000, and constructed on the north-eastern sea of Jeju Island as the water depth of 15m. Integrated loadings of wind and wave are investigated to describe a design loads for both extreme and fatigue conditions using GH-Bladed. A dynamic behaviour of substructure strongly affects a substructure loadings. The jacket structure is designed in accordance with DNV guidelines. The results of this paper show overall design process of offshore substructure as a complex jacket concept and this design process can be implemented on a design of monopile and tripod structures.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.184.2-184.2
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• 2010

With growing of wind turbine industry, offshore wind turbine system is getting more attention in recent years. Foundation of the offshore wind turbine plays a key role in stability of whole system. In this work, 5MW NREL reference wind turbine with rated speed of 11.4m/s is used for load calculation. Wind loads and wave loads are evaluated using GH-Bladed (Garard Hassan) and FAST (NREL). Additionally, FE simulation is carried out to investigate the wave effect on the support structure. Meanwhile, this work is trying to systematize and optimize load cases simulation for foundation of wind turbine system.

• 신재생에너지
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• 제6권3호
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• pp.39-46
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• 2010

With growing of wind turbine industry, offshore wind energy is getting more attention in recent years. Among all the components of offshore wind turbines, the foundation of the offshore wind turbine plays a key role in stability of whole system. In this work, the 5 MW NREL reference wind turbine with rated speed of 11.4 m/s is used for load calculation. Wind and wave loads are calculated using GH-Bladed (Garard Hassan) and FAST (NREL). Additionally, FE simulation is carried out to investigate the wave effect on the support structure. Meanwhile, this work is to simulate systemic and optimized load cases for the foundation analysis of wind turbine system.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.607-613
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• 2011

In this study, structural vibration analyses for a 5MW offshore wind wind-turbine model have been performed for different substructure models. The efficient equivalent modeling method based on computational multi-body dynamics are applied to the finite element models of the present offshore wind turbines. Monopile and tri-pod substructure types of the typical offshore wind-turbine are considered herein. Detailed finite element modeling concepts and boundary conditions are described and the comparison results for previous analyses are presented in order to show the verification of the present numerical approach. Campbell diagrams are also present to investigate the rotational resonance characteristics of the offshore wind-turbines with different substructures.