• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.75-75
• /
• 2011

본 논문에서는 진동중인 교량 거더에 작용하는 풍하중을 산정하고 그에 따른 플러터 발생풍속을 예측하기 위하여 분산형 전산환경을 활용한 수치해석 연구를 수행하였다. 분산형 전산환경은 웹 포탈을 기반으로 수치해석 환경을 제공하는 수치풍동 시스템으로서, 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)에 대한 전문지식이 부족한 사용자들도 격자생성, 수치해석자를 이용한 계산, 가시화 등의 전 과정을 편리하게 수행할 수 있는 차세대 토목분야 연구 환경이다. 본 시스템은 그리드스피어(GfidSphere)를 기반으로 구성되었으며, 기본적으로 사용자 관리, 세션 관리, 그룹 관리, 레이아웃 관리 등을 제공하여 사용자가 포탈을 통해서 다양한 서비스를 쉽게 사용할 수 있는 환경을 구축하도록 도와준다. 수치해석을 위한 유체 지배방정식은 2차원 비정상 비압축성 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 방정식이며, pseudo compressibility 방법을 적용하였다. 비정상 유동장을 해석하기 위하여 이중시간 전진법(dual time stepping)을 사용하였으며, 수렴가속화를 위해 Multi-grid 기법을 적용하였다. 또한 난류 유동장 해석을 위해서 $k-{\omega}$ SST 난류 모델을 사용하였으며, 난류 천이 과정에서의 유동을 모사하기 위하여 Total stress limitation 방법을 적용하였다. 교량 거더의 연직과 회전방향의 2자유도 움직임을 모사하기 위하여 동적격자 기법을 도입하였다. 교량 거더 주변의 비정상 유동해석 결과를 통해, 거더 표면에서 떨어져나가는 크고 작은 와류의 영향으로 양력 및 모멘트 계수 그래프가 중첩된 진폭과 주기를 갖고 주기적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한 계산된 비정상 공기력을 적용한 2자유도 플러터 방정식을 통하여 플러터 발생풍속을 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서 계산된 결과의 타당성을 검증하기 위하여 수치적으로 구한 플러터 발생풍속과 기존의 실험 및 수치해석 결과를 비교하였으며, 결과는 잘 일치하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.41 no.3
• /
• pp.173-180
• /
• 2017

The main objective of a torque controller below rated wind speed is to extract maximum power from the potential wind energy. To do this, the torque control method, which adjusts the torque magnitude and makes it proportional to the square of the generator speed, has been applied. However, this method makes the response slower as the wind turbines are getting larger in size with multi-MW capacities. In this paper, a torque control method that uses the nonlinear parameter of rotor speed for aerodynamic torque as a control gain is discussed to improve the response by adjusting an additional torque magnitude. The nonlinear parameter of the rotor speed could be calculated both online and offline. It is shown that the offline case is more practical and effective in producing power through the numerical simulation of a 2MW wind turbine by considering the real turbulence wind speed.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.36 no.3
• /
• pp.349-359
• /
• 2016

In order to analytically evaluate buffeting responses, the analysis of wind characteristics such as turbulence intensity, turbulence length, gust, roughness coefficient, etc must be a priority. Static aerodynamic force coefficients, flutter coefficients, structural damping ratios, aerodynamic damping ratios and natural frequencies affect the analytical responses. The bridge interested in this paper has being been used for 32 years. As the time passes, current terrain conditions around the bridge are different markedly from the conditions it was built 32 years ago. Also, wind environments were considerably varied by the climate change. For this reason, it is necessary to evaluate the turbulence intensity, length, spectrum and roughness coefficient of the bridge site from full-scale measurements using the structural health monitoring system. The evaluation results indicate that wind characteristics of bridge site is analogous to that of open terrain although the bridge is located on the coastal area. To calculate buffeting responses, the analysis variables such as damping ratios, static aerodynamic force coefficients and natural frequency were evaluated from measured data. The analysis was performed with regard to 4 cases. The evaluated variables from measured data are applied to the first and second analysis cases. And the other analysis cases were performed based on Design Guidelines for Steel Cable Supported Bridges. The calculated responses of each analysis cases are compared with the buffeting response measured at less than 25m/s wind speed. It is verified that the responses by the numerical analysis applying the estimated variables based on full-scale measurements are well agreed with the measured actual buffeting responses under wind speed 25m/s. Also, the extreme wind speed corresponding to a recurrence interval 200 years is derived from Gumbel distribution. The derived wind speed for return period of 200 years is 45m/s. Therefore the buffeting responses at wind speed 45m/s is determined by the analysis applying the estimated variables.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.21 no.2
• /
• pp.136-143
• /
• 1997

직경 비가 0.56인 이중동심관에 내외측모두 매끈한 벽면, 벽면 거칠기를 안측, 외측, 그리고 양측 모두의 4경우에 대한 난류 유동과 열전달특성을 실험과 이론으로 연구하였다. 시간평균속도분포, 마찰계수, 그리고 최대 속도 지점과 전단응력이 0인 지점들을 피토튜브와 X형 열선 풍속계로 측정하였다. 이중동심관내에서 4가지 경우에 따른 사각돌출형 거칠기효과가 난류 유동과 열전달에 미치는 영향을 수정난류모델을 기초로 하여 연구하였다. 직경비, 거칠기 위치, 레이놀즈수, 그리고 프란틀수 등의 여러 변수에 의해서 난류 유동과 열전달을 고찰하였다. 본 연구는 전체적 효율 측면에서 유리하게 열전달율을 향상시킬수 있는 거칠기 구조를 밝혔다.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
• /
• v.33 no.6
• /
• pp.19-25
• /
• 2013

Energy generation from an instrumented Skystream 3.7 small wind turbine was used to investigate the effect of ambient turbulence levels on wind turbine power output performance. It is widely known that elevated ambient turbulence level results in decreased energy production, especially for large sized wind turbine. However, over the entire wind speed range from cut in to the rated wind speed, the measured energy generation increased as ambient turbulence levels elevated. The impact degree of turbulence levels on power generation was reduced as measured wind speed approached to the rated wind speed of 13m/s.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.31 no.2A
• /
• pp.97-104
• /
• 2011

This study presents the aerodynamic admittance function of bridge girder under turbulent flow generated from wind velocity spectrum measured at bridge site. Three dimensional buffeting analysis of concrete cable-stayed bridge were performed considering aerodynamic admittance functions obtained from four different methods. It is revealed from the analysis that vertical buffeting responses considering proper aerodynamic admittance functions were just half of that neglecting aerodynamic admittance function. Grid turbulence was found to relatively lower the aerodynamic admittance function at low frequency range, and to underestimate the buffeting wind forces. It is recommended to use the aerodynamic admittance function evaluated from flutter derivatives or measured at active turbulence in order to properly predict the buffeting responses of bridges.

• Plant Journal
• /
• v.12 no.3
• /
• pp.32-38
• /
• 2016

In this study, the effect of wake on the energy production of a downstream wind turbine was analyzed on the base of operation practices of wind farm in the coastal complex terrain which has 2 row array of wind turbines. And changes in the variation of wind speed and turbulence intensity was analyzed. In case wind turbines are spaced 4-rotor diameter-apart in the prevailing wind direction, reduction in energy production was confirmed due to the decrease of wind speed and the increase of turbulence intensity by wake. Especially a radical change of wind direction caused wind turbine a sudden stop and energy production significantly reduced. It is considered improvement of yaw brake can prevent the sudden stop and increase energy production.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
• /
• v.10 no.2
• /
• pp.21-28
• /
• 2017

Wind turbulence data is required for engineering calculations of gust speeds, mean and fluctuating loading. Spectral densities are required as input data for methods used in assessing dynamic response. This study is concerned with the estimation of daily instantaneous maximum wind velocity in the meteorological major cities (selected each 6 points) during the yearly 1987-2016.12.1. The purpose of this paper is to present the power spectral densities of the daily instantaneous maximum wind velocity. In the processes of analysis, used observations data obtained at Korea Meteorological Adminstration(KMA), it is assumed as a random processes. From the analysis results, in the paper estimated power spectral densities function(Blunt model) shows a very closed with von Karman and Solari's spectrum models.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.17-24
• /
• 2000

직경비가 0.26, 0.39, 그리고 0.56인 경우 거칠기를 내벽면에, 외벽면에, 그리고 양벽면에 각각 설치한 동심환형관에서 완전히 발달된 난류유동에 대한 거칠기 효과를 실험과 이론으로 해석하였다. 그리고 거칠기 효과를 정량적으로 파악하기 위해 양벽면 모두 매끈한 환형관의 경우도 포함하였다. 실험에서 마찰계수를 구하는데 필요한 속도분포와 전단응력들은 피토튜브와 X-형 열선풍속계를 사용하였다. 이론 해석은 수정대수 난류모델을 사용하였고 그 결과를 이론값과 비교하여 아래의 결론을 얻었다. 1) 무디다이어그램 (Moody diagram)은 거칠기가 설치된 이중관에는 적용할 수 없음을 보였다. 2) 경우(c) 와 (d)에서는 반경비가 클수록 반드시 마찰계수가 증가하지 않았다. 3) 4개의 경우중 거칠기로 인해 마찰계수가 증가하는 크기의 순서는 경우(d)가 가장 컸고 경우(a)가 가장 작았다.

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.61-69
• /
• 1997

본 연구는 동심환형관에서 거칠기가 없이 매끈한 경우, 내측벽에 만, 외측벽에 만, 그리고 양측 모두에 거칠기가 있는 4경우에 대해 직경비가 0.26, 0.39, 그리고 0.56일 때 벽면에 설치된 거칠기 위치들이 난류유동장에 미치는 효과를 실험적으로 조사하고자 한다. 최대속도와 전단응력이 0인 지점들, 시간평균속도의 구배들, 그리고 와확산계수들을 X형 열선풍속계와 이중 피토튜브를 사용하여 측정하였다. 본 연구를 통하여 동심환형관에 설치된 거칠기들이 난류유동에 미치는 효과에 대한 정량적자료를 제시할 수 있었다.