• 해양환경안전학회지
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• 제29권5호
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• pp.479-487
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• 2023

최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3B호
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• pp.315-324
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• 2010

본 논문에서는 대규모 유탄성 해석을 통해 초대형 부유식 해상구조물의 설계 차트를 개발했다. 초기 설계단계에 본 챠트를 이용해서 고비용의 유탄성 해석을 사용하지 않고도 초대형 부유식 해상구조물의 유탄성 거동을 예측이 가능하다. 본 논문에서는 두 가지 종류의 설계챠트 I, II을 개발하여 제시하였다. 설계차트 I은 특정 주파수의 파랑에 대한 구조물의 최대응력 응답진폭함수를 얻을 수 있도록 개발되었다. 설계차트 I의 경우 동일한 변장비와 무차원 구조강성계수를 갖는 모든 구조물에 적용이 가능하다. 설계챠트 I과 파랑스펙트럼의 적분을 통해 설계차트 II를 개발하였으며, Beaufort 풍력급에 따른 Bretschneider 스펙트럼을 적용해 해상의 환경요인을 고려하도록 구성되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권2호
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• pp.129-136
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• 2016

부유식 해양 구조물은 계류선을 이용하여 다양한 종류의 환경하중에 따른 표류를 방지하게 된다. 따라서 구조물의 초기 설계 단계에서 신뢰성 있는 계류선의 설계는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 하지만 다양한 해양의 하중 조건을 견딜 수 있도록 설계된 계류선이라 하더라도 극한 조건의 하중이나 오랜시간 반복된 피로 하중으로 인하여 파손되는 경우가 발생하기도 한다. 일부 계류선의 파손은 잔여 계류선의 장력 변화를 야기하여 경우에 따라서는 전체 구조물의 점진적인 파손을 초래한다. 본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 복합발전 구조물에 연결된 12개의 계류선 중 일부가 손상된 경우의 구조물의 과도 응답을 시간 영역의 수치 시뮬레이션을 통하여 해석하였다. 이를 통하여 일부 계류선 손상 시 전체적인 구조물의 거동 변화 및 잔여 계류선의 장력 변화를 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1003-1004
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• 2012

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.764-765
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• 2012

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제8권1호
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• pp.40-43
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• 2011

• 한국항해항만학회지
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• 제45권3호
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• pp.130-137
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• 2021

본 연구의 목적은 울산 부유식 해상풍력발전단지를 대상으로 서식지 등가성 분석법(Habitat Equivalency Analysis : HEA)을 적용한 가치평가를 통해 해당 해양공간 특성평가를 위한 객관적인 평가기준 제시에 있다. 울산 부유식 해상풍력발전단지 설립으로 인해 사용이 금지된 해역(5,017.6ha)에서는 상업적 피해, 생태계 파괴 등 여러 피해가 발생한다. 피해의 경제적 가치 규모 산정을 위한 대체 복원사업을 인공어초사업으로 선정하고 이를 HEA로 추정하였다. 추정 결과, 사회적 할인율 4.5%, 4년째부터 성숙도 100%를 기본 가정으로 한 경우 피해액은 약 457억원으로 나타났다. 본 연구에 사용된 HEA는 객관적이고 명확한 DATA를 기본으로 가치를 산정하기 때문에 해양공간 특성평가 시 발생할 수 있는 불합리성을 해결할 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구의 결과는 향후, 해양공간계획의 시행에서 발생 가능한 이해관계자들 간의 갈등 해소에 도움이 될 것이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.300-310
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• 2014

This paper presents a mooring design procedure of a floating offshore wind turbine. The environment data of south offshore area of Jeju collected from Korea Hydrographic and Oceanographic Administration(KHOA) are used for hydrodynamic analyses as environmental conditions. We considered a semi-submersible type floating wind turbine based on Offshore Code Comparison Collaborative Continuation(OC4) DeepCWind platform and National Renewable Energy Laboratory(NREL) 5 MW class wind turbine. Catenary mooring with studless chain is chosen as the mooring system. Important design decisions such as how large the nomial sizes are, how long the mooring lines are, how far the anchor points are located, are demonstrated in detail. Considering ultimate limit state and fatigue limit state based on 100-year return period and 50-year design life, respectively, longterm predictions of breaking strength and fatigue are proposed.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 추계학술대회 논문집
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• pp.614-622
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• 2011

In this study, the computational structural dynamic modeling of floating offshore wind turbine system is presented using efficient equivalent modeling technique. Structural dynamic behaviors of the offshore floating platform with 5MW wind turbine system have been analyzed using computational multi-body dynamics based on the finite element method. The considered platform configuration of the present offshore wind turbine model is the typical spar-buoy type. Equivalent stiffness and damping properties of the floating platform were extracted from the results of the baseline model. Dynamic responses for the floating wind turbine models are presented and compared to investigate its structural dynamic characteristics. It is important shown that the results of the present equivalent modeling technique show good and reasonable agreements with those by the fully coupled analysis considering complex floating body dynamics.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.407-413
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• 2013

This paper deals with the analysis of dynamic characteristics of mooring system of floating-type offshore wind turbine. A spar-type floating structure which consists of a nacelle, a tower and the platform excepting blades, is used to model the floating wind turbine and connect three catenary cables to substructure. The motion of floating structure is simulated when the mooring system is attached using irregular wave Pierson-Moskowitz model. The mooring system is analyzed by changing cable position of floating structure. The dynamic behavior characteristics of mooring system are investigated comparing with cable tension and 6-dof motion of floating structure. These characteristics are much useful to initial design of floating-type structure. From the simulation results, the optimized design parameter that is cable position of connect point of mooring cable can be obtained.