• 제목/요약/키워드: 해상 자켓구조물

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해양구조물의 해상 운동을 위한 개선된 구조 해석에 관한 연구 (An Improved Structural Analysis Method for Ocean Transportation of Marine Structures)

  • 조규남;김대연
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.48-58
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    • 1990
  • 본 논문은 해양구조물 중 특히 자켓이 부선에 설치되어 운송되는 시스템에 대한 개선된 해상 운송 해석에 대한 고찰이다. 해석 방법의 개선은 파력에 의해 발생되는 부선 운동에 따른 관성력의 추계적 처리에 기본을 두어 얻어지고 있다. 이 방법은 소위 말하는 강체 부선 방법과 연체 부선 방법의 중간적이라고 할 수 있으며, 두가지 방법의 단점을 보완하였다. 전형적인 자켓-부선 시스템에 대하여 유한요소법을 이용하여 모델링한 후 본 해석 방법을 적용하여 해상운송 해석을 수행하였으며, 자켓-부선간 반력을 구하여 기존의 방법과 비교 검토하였다. 본 방법은 현실적이고 효과적임이 증명되었다.

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FLOW-3D를 이용한 해상 자켓구조물 주변의 세굴 수치모의 실험 (Numerical Simulation Test of Scour around Offshore Jacket Structure using FLOW-3D)

  • 고동휘;정신택;오남선
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권6호
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    • pp.373-381
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    • 2015
  • 해상풍력 기기, 해상 플랫폼과 같은 구조물이 해상에서 빈번하게 설치되면서 세굴에 관한 영향도 중요시되고 있다. 이러한 세굴 영향을 검토하기 위해 세굴 수치모의 실험을 수행한다. 일반적으로 수치모의 조건은 일방향 흐름에 대해서만 검토가 이뤄지고 있으며 서해안과 같은 왕복성 조류 흐름에 대해서는 검토되지 않는다. 본 연구에서는 서해안에 설치된 HeMOSU-1호 해상 자켓구조물 주변에서 발생하는 세굴 현상을 FLOW-3D를 이용하여 수치모의하였다. 해석 조건으로는 일방향 흐름과 조석현상을 고려한 왕복성 흐름을 고려하였으며, 이를 현장 관측값과 비교하였다. 10,000초 동안의 수치모의 결과, 일방향의 흐름 조건에서는 1.32 m의 최대 세굴심이 발생하였으며, 양방향 흐름 조건에서는 1.44 m의 최대 세굴심이 발생하였다. 한편, 현장 관측값의 경우 약 1.5~2.0 m의 세굴심이 발생하여 양방향의 흐름에 대한 해석 결과와 근사한 값을 보였다.

지지구조의 형식에 따른 해상풍력타워의 선박충돌거동비교 (Collision Behavior Comparison of Offshore Wind Tower as Type of Support Structure)

  • 이계희;곽대진
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.93-100
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    • 2022
  • 본 논문에서는 한국의 서남해상에 건설예정인 해상풍력발전타워의 지지구조물로 고려되고 있는 세발구조와 자켓구조의 선박충돌 거동을 비선형동적해석을 통하여 비교·분석하였다. 이 구조물은 3MW용량의 풍력타워를 지지하기 위하여 설계되었다. 두 지지구조는 쉘요소를 이용하여 비선형 거동을 고려할 수 있도록 모델링하였고, 발전기를 포함하는 상부의 타워구조물은 탄성재료를 이용하여 보요소와 집중질량으로 모델링하였다. 전체 질량은 세발구조가 자켓구조에 비하여 약 1.66배 정도였다. 바지선과 상선을 충돌선박으로 선정하여 모델링하였다. 조수차의 조건을 고려하여 충돌선박의 충돌위치를 평균해수면의 상하로 3.5m변동하는 것으로 고려하였다. 또한 각 선박의 최소충돌속도(=2.6m/s)에서의 충돌에너지를 각각 4배까지 증가시키면서 충돌거동을 산정하였다. 해석결과 지지구조 충돌부위의 강성이 클수록 선박의 소성에너지 소산량이 상대적으로 증가하였다. 충돌조건에 따라 풍력타워의 변형은 진동에서 붕괴까지 발생하였다. 세발구조가 자켓구조에 비하여 큰 충돌저항력을 보였다. 이는 중앙부에 강성이 집중된 구조적 특성과 상대적으로 많은 강재의 사용량에 기인한 것으로 판단된다.

Benchmark test of large scale offshore wind turbine with jacket foundation

  • 백재하;박현철;;이주상;이종선
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.37.2-37.2
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    • 2011
  • Nowadays, offshore wind energy experiences a rapid development because of its wind condition and no noise impact problem. Different from Europe, offshore wind is just started in Asia. More work and research are needed in Korea. In this work, a three-bladed upwind variable speed pitch controlled 5MW wind turbine on a jacket support structure is used. During the simulation, several design load cases are investigated in two different fully coupled aero-hydro-servo-elastic codes. Some critical loads on the foundation are compared and analyzed.

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Precast Concrete Block 및 Suction pile을 적용한 Jacket 구조물의 진동저감 효과 평가 (Vibration Reduction Evaluation of Jacket Structure by applying Precast Concrete Block and Suction pile)

  • 이성진;경갑수;류성진;정지영;박진은
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.375-384
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    • 2015
  • 해상풍력발전의 건설이 여러 가지 환경 및 가설공법 등의 설치환경 등의 원인에 의하여 건설지점이 천해에서 심해로 이동하는 경향을 나타내고 있다. 이러한 경향 속에 해상풍력발전 지지구조물의 심해화에 따른 지지구조물에 대한 연구는 중요성이 더욱 증대될 것으로 판단된다. 본 연구에서는 기존의 Jacket 구조물에 대하여 Precast Concrete Block 및 Suction pile을 적용한 Jacket 구조물을 제안하고 이에 대하여 구조해석 및 안전성 평가를 실시하였다. 또한 제안된 구조물에 동조액체감쇠기를 적용하여 구조물 진동성능 향상을 도모하고자 하였다. 연구결과, 제안된 신형식 Jacket 구조물은 충분한 안전성을 가지고 있는 것으로 평가되었으며, 동조액체감쇠기를 적용하였을 경우, 약 5%의 진동저감 효과가 있는 것으로 검토되었다.

3MW 해상풍력발전기 기초구조물 설계 (Design of Substructure for 3MW Offshore Wind Turbine Demonstrator Project)

  • 변철진;주완돈;정석용;박종포
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.185.1-185.1
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    • 2010
  • The 3MW OWEC demonstrator project in Korea will be the first offshore wind project with Korean turbine, Doosan WinDS3000, and constructed on the north-eastern sea of Jeju Island as the water depth of 15m. Integrated loadings of wind and wave are investigated to describe a design loads for both extreme and fatigue conditions using GH-Bladed. A dynamic behaviour of substructure strongly affects a substructure loadings. The jacket structure is designed in accordance with DNV guidelines. The results of this paper show overall design process of offshore substructure as a complex jacket concept and this design process can be implemented on a design of monopile and tripod structures.

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3 차원 고체요소모델을 활용한 해상풍력터빈 하부구조의 위상최적화 (Topology Optimization of Offshore Wind-Power Turbine Substructure Using 3D Solid-Element Model)

  • 김원철;정태진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권3호
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    • pp.309-314
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    • 2014
  • 기계나 토목 구조물의 형상은 일반적으로 전통적인 방법들을 이용하여 얻었다. 예를 들면 전력송전탑이나 해상풍력 하부구조물 이외의 다른 구조물들도 조직적으로 만든다. 한편 컴퓨터 그래픽의 급속한 성장으로 인해, 진화된 구조해석 및 최적설계기법들을 이용하고 있다. 본 논문에서는 해상 풍력 터빈을 위한 자켓 구조물의 구조형상을 위상최적화 기법을 통하여 연구하였다. 이번 연구는 실제작동하중상태로 시뮬레이션을 위하여 다 하중으로 종속시켰으며, 최적화 목적 함수는 주어진 경계조건아래 컴플라이언스로 정의하였다. 최적화는 고유진동수와 체적을 구속함수로 사용하였으며, 1 단계 모델의 결과는 2 단계 구조를 위한 외형을 빠르게 볼 수 있도록 한다. 그 결과로 사각뿔대의 3D 모델은 위상최적화를 통하여 개발하였다.

해상풍력발전기 자켓 지지구조물의 최적설계 및 신뢰성해석 (Design Optimization and Reliability Analysis of Jacket Support Structure for 5-MW Offshore Wind Turbine)

  • 이지현;김수영;김명현;신성철;이연승
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.218-226
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    • 2014
  • Since the support structure of an offshore wind turbine has to withstand severe environmental loads such as wind, wave, and seismic loads during its entire service life, the need for a robust and reliable design increases, along with the need for a cost effective design. In addition, a robust and reliable support structure contributes to the high availability of a wind turbine and low maintenance costs. From this point of view, this paper presents a design process that includes design optimization and reliability analysis. First, the jacket structure of the NREL 5-MW offshore wind turbine is optimized to minimize the weight and stresses, while satisfying the design requirements. Second, the reliability of the optimum design is evaluated and compared with that of the initial design. Although the present study results in a new optimum shape for a jacket support structure with reduced weight and increased reliability, the authors suggest that the optimum design has to be accompanied by a reliability analysis during the design process, as well as reliability based design optimization if needed.

해상 자켓 구조물 파일 모니터링 현장 사례 (Pile Moniotring for Offshore Jacket Structures ; Field Study)

  • 김대학;이규환;박찬덕;문상욱;김학중
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.1237-1244
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    • 2006
  • This research discussed about method for basis construction of sea jacket construction. Several access ways of method for foundation construction of sea jacket construction are used. Accompany many efforts of design and build process to overcome the form of construction work and application equipment, special quality of construction and restriction and so on of sea environment in the case of pile foundation. Therefore, great many factor of sea condition, construction special quality, base condition, construction time, equipment composition, worker composition etc. shows other work form in spot at sea jacket construction process.

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