• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.273-274
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• 2013

최근 해상 풍력 발전이 개발됨에 따라 풍력발전타워는 더욱 거대해지고 있으며, 육상의 타워에 비해 파력과 흐름 등 다양한 외력에 노출되어있다. 이에 따라 해상 타워의 기초는 육상 타워 보다 더욱 안정성이 요구된다. 본 연구에서는 현재 관측된 최대 풍속인 60m/s가 해상풍력타워로 향하여 불 때, p-y 관계를 이용해, 원통형, 계단형, 원추형 타워의 기초에 작용하는 풍력과 파력을 해석 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권2B호
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• pp.149-152
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• 2012

본 연구는 해상풍력발전기 기초 설계에 사용되는 IEC 61400-3, DNV-OS-J101, GL Wind, EUROCODE, AASHTO 및 국내 설계기준의 설계방법 및 안전율의 정도를 비교, 분석함으로써, 국내에서 해상풍력발전기 기초 설계시 필요한 제반사항을 제공하고자 한다. 해상풍력발전기 기초 설계에 관한 국내외 설계기준을 분석한 결과 설계법은 크게 설계접근법, 하중저항 설계법, 허용응력설계법을 적용하고 있으며, 각 설계법에 따른 안전율 정도를 분석한 결과 하중저항계수 설계법과 설계접근법은 거의 유사한 수준의 안전율을 확보하고 있는 반면, 허용응력설계법에서는 다소 보수적인 안전율을 적용하고 있어 해상풍력발전기 기초의 경제적 설계를 위한 국내 설계기준 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.610-613
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• 2011

본 논문에서는 해상풍력발전기와 선박의 충돌시 타워와 기초보강재의 거동에 대하여 연구하였다. 풍력발전기는 5MW급 풍력발전기를 나셀, 타워, 보강재, 바닥판, 기초로 나누어서 모델링 하였다. 나셀은 집중질량으로 타워의 상부에 위치하였고 타워, 보강재, 바닥판은 탄소성거동을 한다고 가정하여 Shell 요소로 모델링 하였다. 선박은 풍력발전기와 마찬가지로 탄소성거동을 한다고 가정하였고 실제모델에 대해 풍력발전기와의 정면충돌로 고려하였으며, 충돌속도는 2.0m/sec로 가정하였다. 선박과 풍력발전기의 충돌 해석은 비선형 해석 프로그램인 ABAQUS/Explicit을 이용하여 수행하였으며, 이를 통하여 선박충돌시 타워와 보강재의 거동을 분석하였다. 해석결과 타워에서 대부분의 에너지를 소산하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1489-1504
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• 2014

본 논문은 국내 서남해안 해상풍력발전 하부기초설계 시 신뢰성 기반의 한계상태설계법 적용을 위한 말뚝기초의 부분안전계수를 제안하고자 한다. 우선, 해상풍력관련 국제 설계기준서인 IEC, GL, DNV, API, ISO, EUROCODE 등에서 제시한 다양한 부분안전계수 및 저항계수를 비교 분석하였다. 그리고 부안-영광 및 새만금 해역의 서남해안 해상풍력단지의 지반조사 결과를 가지고 불확실성 분석을 수행하였다. 불확실성 분석 결과를 토대로 신뢰성해석을 수행하여 지반정수에 대한 부분안전계수를 산정하였으며, 서남해안 지역의 해상풍력 말뚝기초의 부분안전계수는 1.3으로 평가되었다. 본 논문에서 제안된 부분안전계수는 서남해안에서의 지반조사 결과를 근거로 산정된 것이므로 기타 광역단위 해역에 활용하기 위해서는 추가적인 조사 및 지반정수에 대한 불확실성 분석을 통해 보정이 필요하다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.59-66
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• 2013

현재 해상풍력시스템의 거동 해석은 지반을 고정단으로 가정한 채로 수행하는 것이 일반적이라고 알려져 있다. 지반의 연성이 고려될 경우 해상풍력시스템의 고유 주파수뿐만 아니라 기초구조물 설계를 위한 하중 또한 변화할 것이라고 예상되나, 이에 대한 연구는 아직 미미한 실정이다. 이에 따라, 본 연구는 기초구조물의 연성을 고려하여 시스템 해석을 수행할 경우 시스템의 고유 주파수와 하중의 변화를 살펴보기 위한 목적으로 수행되었다. 해상풍력시스템의 해석을 위하여 풍력발전기 해석프로그램인 GH-Bladed를 활용하였으며, 해석 시에는 coupled spring 모델과 winkler spring 모델을 활용하여 기초구조물의 연성효과를 고려하였다. 해석결과 지반의 연성 고려방안 중 winkler spring 모델을 적용하여 산정한 시스템 1차모드 및 하중이 지반을 고정단으로 가정한 해석결과와 비교하여 감소하는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 지반의 연성이 시스템의 거동에 미치는 영향을 관찰하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.41-47
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• 2019

본 논문에서는 서남해 해상풍력 실증단지 해역을 대상으로 석션버켓기초의 지지력에 대한 신뢰성 분석에 대한 내용을 다루었다. 5MW급 해상풍력터빈의 콘크리트 석션버켓기초를 선정하여 기초 설치 후 연직지지력과 수평지지력에 대한 파괴확률을 계산하고 설계변수의 민감도를 분석하였다. AFOSM을 이용한 신뢰성해석을 수행한 결과, 기초-지반 분리거동 시 연직지지력에 대한 파괴확률이 가장 큰 것으로 나타났으며 기초지반의 단위중량과 내부마찰각이 지배적인 영향인자임을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.500-503
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• 2009

국내 해역의 해상풍력 개발 가능량을 평가하기 위하여 풍황, 수심 등을 고려하여 개발 가능량을 추정하였다. 풍력등급 3 이상, 수심 50 m 이내의 영역에 대하여 사회.환경적 영향을 고려하기 위한 제약조건을 반영하여 개발 가능량을 산출하였으며, 현재의 기술수준으로 개발 가능하다고 판단되는 수심 30 m 이내의 영역에 대한 개발 가능용량이 약 11 GW 정도로 추정됨에 따라 풍력발전 용량을 2030년까지 7.3 GW 이상 확보하고자 하는 국가 신재생에너지 보급목표의 달성 가능성이 기대된다. 본 연구결과는 해상풍력 개발단지 선정을 위한 기초 자료로 활용되며, 입지 선정 후 기상관측, 환경영향조사 등의 세분화된 단지조사를 통한 해상풍력 실증단지 설계 및 경제성 평가 등이 계속 진행될 예정이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.5-12
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• 2021

경제적으로 효율적이고 설치가 용이한 버켓기초는 해상풍력발전기초로 적용함에 있어 좋은 방법이 될 수 있다. 이에 본 논문에서는 3차원 유한요소해석을 통해 버킷기초 적용시 기초 주위의 석션케이슨과 지반의 거동을 파악하여 분석하고자 한다. 다양한 하중조건에서 조밀한 사질토 지반과 중간 밀도의 사질토지반에 설치된 기초의 구조를 검토하고 이를 바탕으로 사질토 지반에 설치된 버켓기초의 극한하중 허용량과 회전 모멘트 허용량을 평가하였다. 그 결과, 단일하중에 의한 버켓기초의 회전과 변위는 기초의 구조적 형상, 지반 밀도, 하중편심에 크게 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 극한 수평하중과 회전 모멘트 허용량의 결과를 바탕으로 정규화 도표와 제안식을 제안하였고, 이는 향후 해상풍력발전기초의 설계 시 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권6호
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• pp.655-662
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• 2013

최근 화석 연료의 사용에 따른 문제들로 인해 다양한 그린 에너지들이 주목 받고 있다. 그린 에너지의 한 종류로써 풍력 발전의 원동력인 바람은 육상에서 보다 해상에서 양질의 값이 관측된다. 또한, 부지확보, 소음, 전자파와 같은 육상 풍력 발전의 문제점을 해결할 대안으로써, 또한 더 효율적인 풍력 발전을 위해 해상 풍력 발전의 개발이 주목받고 있다. 이에 따라 해상 풍력에 대한 많은 연구들이 수행되고 있다. 풍력 타워가 해상으로 진출함에 따라 해상 풍력 타워는 점차 거대해지고 있다. 따라서 풍력과 파력을 견뎌내기 위한 안정성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 p-y 관계를 이용해 다층 지반의 기초에 작용하는 외력을 계산하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.195-202
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• 2021

해상풍력발전기는 바람 및 파도, 구조물 자중에 의해 수직-수평-모멘트의 복합하중을 받는다. 본 연구에서는 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 해상풍력발전기 석션기초의 복합하중에 대한 지지력을 산정하였다. 또한 복합하중이 작용하는 중의 석션기초 주변 지반의 응력상태를 상세하게 분석하였다. 최종적으로 유한요소해석 결과를 토대로 수평 및 모멘트 지지력 산정식과 복합하중에 대한 안전성을 평가하는 지지력 포락선 식을 제안하였다.