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해상풍력 석션버켓 기초 구조-지반 상호작용 비선형 구조해석 및 실험결과 비교

Nonlinear Structure-Soil Interaction Analysis for the Suction Bucket Foundation of Offshore Wind-Turbine

  • Jin, Jeongin (Graduate School of Mechanical and Aerospace Eng., Gyeongsang National Univ. and CAE-KOREA Co., Ltd.) ;
  • Kim, Donghyun (Graduate School of Mechanical and Aerospace Eng., Gyeongsang National Univ. and CAE-KOREA Co., Ltd.) ;
  • Jung, Minuk (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation)
  • 투고 : 2016.08.01
  • 심사 : 2016.09.02
  • 발행 : 2016.09.30

초록

최근 석유 에너지 고갈의 문제에 봉착함에 따라 신재생 에너지, 즉 풍력 에너지 분야에 대한 연구가 자연스럽게 부각되고 있다. 그 중 해상풍력은 육상풍력에 비교해 바람 자원이 풍부하기 때문에 효율성 측면에서 주목 받고 있지만 전체 시스템의 설치비용에 따른 경제성이 중요한 문제가 되고 있다. 일반적으로 해상 풍력 사업의 구성비에서 지지구조물 설치비용의 비율이 통상 25% 이상을 차지하는 경향이 있으며, 설계된 지지구조에 대해 정확한 해석과 분석이 가능 하다면 설치 및 시공분야의 경제성을 확보하는데 중요한 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 해상 부유식 풍력발전시스템의 경제성 확보에 중요한 역할을 할 수 있는 석션버켓 기초의 지반연성 비선형 구조해석 기법을 구축하고 이에 대한 검증을 위해 실험결과와 비교검증을 수행하였다.

As we are facing the shortage of oil energy, studies on renewable energy, wind energy research has been naturally getting attention. Among wind energies, ocean wind energy is relatively abundant compared to land wind energy and therefore, is getting much attention in terms of its efficiency. However, the problem is the cost. Generally, the cost ratio of the supporting structure is over 25% of the total installation cost of a offshore wind turbine system. Thus, it is very important to reduce the total installation cost of the offshore wind turbine and develop accurate analysis methodology for various offshore wind turbine foundations. In this study, nonlinear structure-soil interaction analyses have been proposed and conducted for the typical suction bucket model of an offshore wind turbine foundation, and the results were compared with experimental test data for numerical validations.

키워드

참고문헌

  1. EWEA, The Economics of Wind Energy, The European and Energy Association, 2008.
  2. EWEA, Oceans of Opportunity: Harnessing Europe's Largest Domestic Energy Resource, 2009, European and Energy Association.
  3. C.H. Le, J.U. Jeong, and S.R. Kim. "Numerical Analysis on Bearing Capacity of a Suction Bucket in Clay", JOURNAL OF THE KOREAN GEOTECHNICAL SOCIETY Vol.27, No.10, November 2011, pp. 25-33.
  4. J.H. Shin. Computational Geotechnics, CIR , ISBN 979-11-5610- 119-2, 2015.
  5. J.H. Schmertmann. "Guidelines for cone penetration test, performance and design.", US Federal Highway Administration, Washington DC, Report, FHWA-TS-78-209, 145, 1978.
  6. Plaxis. "Plaxis Bulletin No. 13," Bulletin of the Plaxis Users Association (NL), 2003.
  7. M. Hansson, T.H. Hjort and M. Thaarup. "Static and Transient Loading of the Bucket Foundation," Ms.c. Thesis Aalborg University, 2005.
  8. Simulia, Abaqus user's Manual (Ver.6.13), Dassault Systemes Simulia Corp., Providence, RI.
  9. J.H. Lee, S.H. Lee and S.R. Kim. "Horizontal Bearing Behavior of Group Suction Piles by Numerical Analysis", JOURNAL OF THE KOREAN GEOTECHNICAL SOCIETY, Vol.29, No.11, November 2013, pp.119-127. https://doi.org/10.7843/kgs.2013.29.11.119
  10. K.A. Larsen. "Static Behaviour of Bucket Foundations: Thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy," Aalborg: Department of Civil Engineering, Aalborg University, 2008.