Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2006.05a
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pp.1296-1301
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2006
The Object of this paper which study for natural frequency of Offshore Wind Turbine Tower with Composite Material and Steel. The Composit Material Tower consist of shell type and stiffened shell type which is made by the method of Filament Winding. And the component of Composite material is used by the Roving RS220PE-535. The Steel Material Tower consist of shell type and stiffened shell type which is made of Mild steel. The Type of Stiffener is hats. This paper compare the Composit Material Offshore Wind Turbine Tower with the Steel Material Offshore wind Turbine Tower and study for Natural Frequency and Mode Shapes.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.22
no.6
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pp.711-719
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2019
At present, wind power is the fastest growing technology in the world. The domestic market depends heavily on imports for wind tower lift. so it manage through the overseas maker. The lift manufacture, establishment and maintenance utility is increasing, localization development of one wind tower lift is necessary with domestic fundamental base technique. In this paper, we will study the components necessary for the development of onshore offshore wind tower elevators, which are currently dependent on total imports, in line with the high growth of the wind market and the enlargement of the wind power generators. First of all, endless winders and cabins, which are the core components of the offshore wind tower lift, were examined for the components that affect the structural safety. Structural analysis was performed on Sheave, which is responsible for most of the lift lifting loads, and Block Stop, a safety device that prevents the cabin from falling in an emergency. The structural suitability was evaluated by comparing with the safety factor. In addition, the on-board control panel combines the control panel of the elevator and the drive motor driving the endless winder for efficient control of the offshore wind tower lift. The addition of features improves ride comfort at departure.
To maximize power generation and reduce the construction cost of a commercial utility-grade wind turbine, the size of the wind turbine should be large. The initial design of the 12 MW University of Ulsan(UOU) Floating Offshore Wind Turbine(FOWT) was carried out based on the 5 MW National Renewable Energy Laboratory(NREL) offshore wind turbine model. The existing 5 MW NREL offshore wind turbines have been expanded to 12 MW UOU FOWT using the geometric law of similarity and then redesigned for each factor. The resonance of the tower is the most important dynamic responses of a wind turbine, and it should be designed by avoiding resonance due to cyclic load during turbine operations. The natural frequency of the tower needs to avoid being within the frequency range corresponding to the rotational speed of the blades, 1P, and the blade passing frequency, 3P. To avoid resonance, vibration can be reduced by modifying the stiffness or mass. The direct expansion of the 5 MW wind turbine support structure caused a resonance problem with the tower of the 12 MW FOWT and the tower length and diameter was adjusted to avoid a match of the first natural frequency and 3P excitation of the tower.
A long-term wind resource map was made to provide the key design data for the 2.5 GW Korean West-South Offshore Wind Project, and its reliability was validated. A one-way dynamic downscaling of the MERRA reanalysis meteorological data of the Yeongwang-Gochang offshore was carried out using WindSim, a Computational Fluid Dynamics based wind resource mapping software, to establish a 33-year time series wind resource map of 100 m x 100 m spatial resolution and 1-hour interval temporal resolution from 1979 to 2012. The simulated wind resource map was validated by comparison with wind measurement data from the HeMOSU offshore meteorological tower, the Wangdeungdo Island meteorological tower, and the Gochang transmission tower on the nearby coastline, and the uncertainty due to long-term variability was analyzed. The long-term variability of the wind power was investigated in inter-annual, monthly, and daily units while the short-term variability was examined as the pattern of the coefficient of variation in hourly units. The results showed that the inter-annual variability had a maximum wind index variance of 22.3% while the short-term variability, i.e., the annual standard deviation of the hourly average wind power, was $0.041{\pm}0.001$, indicating steady variability.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.36
no.8
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pp.905-911
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2012
To establish a floating offshore wind turbine simulation model, a tension leg platform is added to an onshore wind turbine. The wind load is calculated by using meteorological administration data and a power law that defines the wind velocity according to the height from the sea surface. The wind load is applied to the blade and wind tower at a regular distance. The relative Morison equation is employed to generate the wave load. The rated rotor speed (18 rpm) is applied to the hub as a motion. The dynamic behavior of a 2-MW floating offshore wind turbine subjected to the wave excitation and wind load is analyzed. The flexible effects of the wind tower and the blade are analyzed. The flexible model of the wind tower and blade is established to examine the natural frequency of the TLP-type offshore wind turbine. To study the effect of the flexible tower and blade on the floating offshore wind turbine, we modeled the flexible tower model and flexible tower-blade model and compared it with a rigid model.
In offshore, various external forces such as wind force, tidal current and impulsive breaking wave force act on offshore wind tower. Among these forces, impulsive breaking wave force is especially more powerful than other forces. Therefore, various studies on impulsive breaking wave forces have been carried out, but the soil reaction are incomplete. In this study, the p-y curve is used to calculate the soil reaction acting on the offshore wind tower when an impulsive breaking wave force occurs by typhoon. The calculation of offshore wind tower against impulsive breaking wave force is applied for the multi-layered soil. The results obtained in this study show that although the same wave height is applied, the soil reaction generated by impulsive breaking wave force is greater than the soil reaction generated by wave force.
Articulated towers are one of the class of compliant offshore structures that freely oscillates with wind and waves, as they are designed to have low natural frequency than ocean waves. The present study deals with the dynamic response of a double-pendulum articulated tower under hydrodynamic and aerodynamic loads. The wind field is simulated by two approaches, namely, single-point and multiple-point. Nonlinearities such as instantaneous tower orientation, variable added mass, fluctuating buoyancy, and geometrical nonlinearities are duly considered in the analysis. Hamilton's principle is used to derive the nonlinear equations of motion (EOM). The EOM is solved in the time domain by using the Wilson-θ method. The maximum, minimum, mean, and standard deviation and salient power spectral density functions (PSDF) of deck displacement, bending moment, and central hinge shear are drawn for high and moderate sea states. The outcome of the analyses shows that tower response under multiple-point wind-field simulation results in lower responses when compared to that of single-point simulation.
The offshore wind power plants are watched as a new market to accomplish the needed energy, bringing technical and economical challenges. Advanced countries in the field of wind industry are now appling the 600 MPa, 150~200 mm thick high strength steel to offshore wind power plants. Moreover, the high efficient welding methods which is weldable ultra tick high strength steel with 1 pass welding are developed and applied in manufacturing the offshore wind tower. This article deals with the present world wide status of offshore power plants and the tendency of the development of high efficient welding technology for constructing the offshore wind tower. This article intends to offer the materials for development and raising of the domestic offshore wind power technology.
Xing Fu;Wen-Long Du;Gang Li;Zhi-Qian Dong;Hong-Nan Li
Steel and Composite Structures
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v.52
no.4
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pp.461-473
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2024
This study focuses on the reliability of a transmission line under wind excitation and evaluates the failure probability using explicit data resources. The data-driven framework for calculating the failure probability of a transmission line subjected to wind loading is presented, and a probabilistic method for estimating the yearly extreme wind speeds in each wind direction is provided to compensate for the incompleteness of meteorological data. Meteorological data from the Xuwen National Weather Station are used to analyze the distribution characteristics of wind speed and wind direction, fitted with the generalized extreme value distribution. Then, the most vulnerable tower is identified to obtain the fragility curves in all wind directions based on uncertainty analysis. Finally, the failure probabilities are calculated based on the presented method. The simulation results reveal that the failure probability of the employed tower increases over time and that the joint probability distribution of the wind speed and wind direction must be considered to avoid overestimating the failure probability. Additionally, the mixed wind climates (synoptic wind and typhoon) have great influence on the estimation of structural failure probability and should be considered.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2009.04a
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pp.416-422
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2009
Offshore wind turbine are subjected to more various loads than general land structures and the stability of structures is supported by the piles driven deeply in the subsoil. So it is more important for offshore structures to consider seabed soil-structure interaction than land structures. And the response of a fixed offshore structure supported by pile foundations is affected by resist dynamics lateral loading due to wave forces and ocean environmental loads. In this study, offshore wind tower response are calculated in the time domain using a finite element package(ANSYS 11.0). Several parameters affecting the vibration characteristics of the natural frequency and mode shape and the tower response have been investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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