• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
• /
• pp.723-726
• /
• 2011

전 세계적으로 사회기반시설 및 신재생 에너지 생산을 위한 공간부족 문제를 해결하기 위하여 초대형 부유구조물에 대한 관심이 증가하고 있다. 다양한 사용분야에 대한 안정성 확보를 위해 파랑하중에 의한 동적 응답과 부유체의 강성 대비 길이 효과로 인해 발생할 수 있는 특이 거동에 대한 분석이 필요하다. 초대형 부유구조물의 경우 중앙부에 비해 양끝 단에서 과도한 응답이 발생하며, 이를 해결하기 위해 입사파가 들어오는 초대형 부유구조물의 단부에 부착되는 다양한 감요장치(anti-motion device)가 제안되어지고 있다. 초대형 부유구조물에 감요장치가 적용될 경우 입사파에 의한 동적 파압을 감소시켜 구조물의 전반적인 응답을 줄여줄 수는 있지만 감요장치의 질량이 클 경우 오히려 끝단의 응답을 증폭시킬 수 있다. 본 논문에서는 양단 자유 경계조건의 탄성지지된 보를 이용하여 초대형 부유구조물의 길이와 끝단에 부착된 감요장치의 질량으로 인한 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권8호
• /
• pp.905-911
• /
• 2012

부유식 해상풍력발전기의 시뮬레이션을 위해서 본 연구에서는 2MW 육상 풍력발전기에 부유구조물인 Tension Leg Platform(TLP) 구조를 추가하였다. 기상청 관측데이터와 해수면으로부터의 높이에 대해 풍속을 정의하는 지수법칙을 이용하여 풍하중을 산출하고 블레이드와 타워에 일정한 높이간격으로 적용하였다. 상대모리슨 방정식을 이용하여 파랑하중을 모델링하였다. 블레이드의 회전속도를 정격속도인 18rpm 으로 고려하고, 풍하중과 파랑하중 작용 시 2MW의 부유식 해상풍력기의 동적거동 해석을 수행하였다. 파랑하중에 대한 해상풍력기의 공진특성을 조사하기 위해 타워와 블레이드의 탄성체 모델을 구성하여 해상풍력기의 고유진동수를 계산하였다. 타워와 블레이드의 탄성효과가 해상풍력기의 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해 타워만 탄성체로 구성된 탄성타워모델과 타워와 블레이드가 탄성체로 고려된 탄성타워 블레이드모델을 각각 강체 모델과 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권12호
• /
• pp.1489-1495
• /
• 2012

본 논문에서는 부유식 플랫폼의 동적 거동을 고려하여 해상 풍력 발전기 타워의 구조 해석을 수행하였다. 풍력 발전기는 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브 그리고 3 개의 블레이드로 구성된다. 타워는 3 차원 빔 요소를 사용하여 탄성체로 모델링하여 탄성 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동 방정식을 구성하였다. 회전하는 블레이드에는 블레이드 요소 운동량 이론에 따라 계산된 공기역학적 힘이 적용되었고, 부유식 플랫폼에는 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘 그리고 계류력이 적용되었다. 타워의 구조 동역학적 거동을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 이용하여 굽힘 모멘트와 응력을 산출하고 허용치와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.133-136
• /
• 2010

공간부족과 해안 매립으로 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 초대형부유구조물이 각광 받고 있으며, 대표적인 구조형식으로는 폰톤식과 반잠수식이 있다. 하지만 다양한 환경에 적용하기에는 구조적으로 한계를 가지고 있으며, 이를 극복하기 위해 부유체 하부에 수직으로 결합된 실린더에 공기를 가두어 지지되는 공기안정식 플랫폼이 제안되어졌으나 아직 개념단계에 머무르고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 공기 안정식 초대형부유구조물의 실린더 내부 공기상태에 따른 안정성을 검토하기 위하여 유체정역학적 관계를 통해 실린더 내부의 공기 복원력 변수를 산정하였으며, 선형파랑하중에 따른 구조물의 응답을 최소화 할 수 있는 변수의 범위를 제시하였다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.63-70
• /
• 2003

초대형 부유식 구조무？ 상부구조는 육상 구조물과는 달리 파량하중의 영향을 받기 때문에 하부부체의 변형에 의해서 상부구조물에는 부가 모멘트가 크게 발생한다. 이와 같은 부가모멘트의 저감을 위하여 보-기둥 접합부에 반강접의 도입에 관한 연구는 시작단계이며 반강접의 비선형 거동을 고려한 상부구조물의 연구는 초기단계이다. 본 논문에서는 초대형 부유식 구조물의 상부구조물에 정적하중과 진폭의 크기가 다른 파랑하중이 동시에 작용할 경우 강접 골조와 부분적으로 반강접 접합부가 사용된 세 가지 접합부 종류에 대한 2차 탄성해석을 수행하였다. 접합부는 웨브에 더블 앵글을 가진 상하 앵글(TSD) 접합과 확장 엔드 플레이트 접합 그리고 각형강관 외다이아프램 접합부를 적용하였으며 중고층 구조물에 파랑하중이 작용할 경우 반강접 접합부의 위치에 따른 모멘트와 수평변위의 응답특성에 대하여 연구하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제14권12호
• /
• pp.1354-1359
• /
• 2004

This paper is concerned with the application of perturbation method to the dynamic analysis of floating flexible body. In dealing with the dynamics of free-floating body, the rigid-body motions and elastic vibrations are analyzed separately. However, the rigid-body motions cause vibrations and elastic vibrations also affect rigid-body motions in turn, which indicates that the rigid-body motions and elastic vibrations are coupled in nature. The resulting equations of motion are hybrid and nonlinear. We can discretize the equations of motion by means of admissible functions but still we have to cope with nonlinear equations. In the previous paper, we proposed the use of perturbation method to the coupled equations of motion and derived zero-order and first-order equations of motion. The derivation process was lengthy and tedious. Hence, in this paper, we propose a new approach to the same problem by applying the perturbation method to the Lagrange's equations, thus providing a systematic approach to the addressed problem. Theoretical derivations show the efficacy of the proposed method.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제20권1호
• /
• pp.24-34
• /
• 1996

In ordaer to hold an underwater vehicle at a certain depth, buoyancy that acts on the underwater vehicle can be modulated. In this research, buoyancy that could control depth of underwater vehicle is generated by a buoyancy bag. Solenoid valves are operated by pulse with modulation(PWM) method. State equation, in consideration of the volume of buoyancy bag, pressure inside bag, and dynamic of the underwater vehicle, is derived. This system is very unstable, inculdes modelling error and nonlinearity. In depth control system, maintanance of performance is required., anainst vatiation of systerm parameter and operating depth, and designed. Through the computer simulation, performance is comparerd for each controllers.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.519-526
• /
• 2003

초대형 부유식 구조물의 초기 설계단계에서 부체구조물과 상부구조물을 분리하여 해석하는 것이 일반적이며, 부체의 탄성응답해석의 변형모드를 이용하여 상부구조물의 주각부에 강제수직변위를 입력하여 파랑하중에 의한 영향을 고려한다. 하지만 이와 같은 해석법의 경우 각 지점에 변위하중을 입력하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 파랑하중을 지점변위하중으로 직접 입력하지 않고 고정하중과 적재하중에 의한 강도설계 결과를 이용하여 파랑하중의 영향을 증폭계수의 형태로 도출하는 근사 실용정적해석법을 제안한다. 이 연구에서는 4경간 3층 구조물을 예제로 하여 파랑하중의 진폭과 주기, 보 경간을 매개변수로 한 증폭계수의 추이를 분석하였으며 보 모멘트의 증폭계수는 특정회귀방정식으로 나타내었다.

• 자원환경지질
• /
• 제38권6호
• /
• pp.633-642
• /
• 2005

동중국해 북부 대륙붕에 발달한 후기 홀로세 니질 퇴적체의 분포양상과 층서의 발달 특성을 밝히기 위해 고해상도 Chirp 탄성파 단면 자료를 이용하여 분석하였다. 고해상 탄성파 단면도상에서 음향기반암(기저 경계면 B)위에 2개의 퇴적층서(Unit 1과 2)가 나타나며 이들은 침식 경계면(중간 반사면 M)으로 경계된다. 하위 퇴적층서 Unit 1은 음향학적으로 평행 또는 준평행 반사층리와 수로 충진 퇴적상이 나타난다. 상위 퇴적층서 Unit 2는 반투명 내부 퇴적상과 7m 이하 퇴적두께의 렌즈형태로 발달해 있다. 시퀀스 층서분석으로부터 이들 퇴적층서는 마지막 저해수준 이후 형성되었다. 해침 퇴적체(Unit 1)는 최후 빙기동안 형성된 층서 경계면위에 바로 분포한다. 해침 퇴적체는 침식곡의 염하구 환경하에서 하천, 델타, 그리고 조간대 환경의 복합 퇴적물로 구성된다. 해침 퇴적체 바로 위는 침식 저지형의 최대 범람면이 나타난다. 최대 범람면위에 발달한 고해수준 퇴적체(Unit 2)은 저지대를 충진하는 니질 퇴적체로 구성된다. 니질 퇴적체는 제주도 남쪽 약 140km 떨어진 곳에 마치 태풍 같은 모양의 원형 형태로 수심 약 60-90m 사이에 집중적으로 발달해 있다. 이 퇴적체의 분포 면적과 부피는 각각 약 $3,200km^2$와 약 $10.7\times1109m^3$이다. 니질 퇴적체의 기원은 고황하와 양자강에서 배출된 부유퇴적물의 혼합기원으로 해석된다. 원형의 분포형태는 북부 동중국해에 발달한 반시계 방향의 와류 순환계로 인해 형성된 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
• /
• 제33권5호
• /
• pp.315-321
• /
• 2009

초대형 해양 구조물은 매립 방법을 대신한 새로운 해양공간의 이용방법으로서 주목받고 있다. 따라서, 이와 같은 요구에 부합하기 위해서 초대형 해양 구조물이 제안되고 있다. 초대형 해양 구조물은, 매립 공법과 달리, 수심이나 해저의 지질에 관계없이 설치할 수 있고, 또 부체의 아래에 흐름이 존재하기 때문에 자연환경에 영향이 전혀 발생하지 않는다. 또한, 용이하게 조립 해체를 할 수 있기 때문에, 확장이나 철거를 쉽게 할수 있는 장점이 있다. 초대형 부유체 구조물 설계 기준안에 의하면, 구조안정성에 관한 항목 중, 부유체 구조물의 사용환경 및 설치환경에서 발생할 수 있는 최악의 해상조건에 있어 적절한 구조강도 여유를 갖는 것을 쥬정하고 있다. 따라서, 예상 가능한 하중 시나리오에 의해서, 적절한 구조 해석 및 실험을 수행하고, 안전성을 확인하도록 요구하고 있다. 전자에 관해서는 구조부재 레벨의 강도 평가를 수행하고, 후자에 관해서는 구조물의 파괴를 수반한 거동을 확인한다. 지금까지 탄성 응답 해석을 기초로 주요 구조부재의 강도 한계치를 기준으로 한 다양한 검도, 평가가 행해져 왔다. 그렇지만, 부재의 붕괴를 초과한 부하가 작용할 때의 구조 전체로서의 붕괴 거동 및 안전성에 관한 검토는 적다. 따라서, 본 연구에서는 이상 환경 조건하에서 발생 가능한 하중조건에 대해서 대형 해상구조물의 비선형 붕괴 거동을 파악한 것을 목적으로 하고 있다.