• Journal of Magnetics
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• 제16권4호
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• pp.374-378
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• 2011

Axial Field Permanent Magnet (AFPM) generators are widely applied for the small wind turbine because of the higher power density per unit weight than that of the conventional radial field generator. It is caused by the disc shaped rotor and the stator structures. The generally used AFPM generator, AFER-NS generator, is composed of the two side's external rotors and non-slotted stator without stator core. However, the output voltage and the output power are limited by the large reluctance by the long air-gap flux paths. In this paper, the design study of AFIR-S generator having double side's slotted stator core is accomplished to improve the output generation characteristics. The electromagnetic design analysis and the design improvement of the suggested AFIR-S generator are studied. Firstly, the electromagnetic design analysis was done to increase the power density. Secondly, the design optimizations of the rotor pole-arc ratio of permanent magnet are accomplished to increase the output power and to reduce the cogging torque. Finally, the output performances of AFER-NS and AFIR-S generator are compared with each other. For this study, 3D FEA is applied for the design analysis because of three dimensional electromagnetic structures.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2011년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.164-168
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• 2011

This study of PV modules in the external environment, learn about the mechanical strength characteristics, the module will investigate the aluminum frame. Positive support in the module by wind loads if uniformly distributed load acting on the front glass of the module size and elongation(${\omega}$), and accordingly, depending on the bend is sealed inside the solar cell, micro-cracks that will occur. At this point the most damage-prone parts in a module, this module is part of the center of a strong wind load is applied by the destruction of the environment does not occur in the module frame to secure the reliability and to evaluate changes in the structure.

• Wind and Structures
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• 제6권1호
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• pp.23-40
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• 2003

The steady state response of a torsionally coupled system with tuned mass dampers (TMDs) to external wind-induced harmonic excitation is presented. The torsionally coupled system is considered as one-way eccentric system. The eccentricity considered in the system is accidental eccentricity only. The performance of single tuned mass damper (TMD) optimally designed without considering the torsion is investigated for the torsionally coupled system and found that the effectiveness of a single TMD is significantly reduced due to torsion in the system. However, the design of TMD system without considering the torsion is only justified for torsionally stiff systems. Further, the optimum parameters of a single TMD considering the accidental eccentricity are obtained using numerical searching technique for different values of uncoupled torsional to lateral frequency ratio and aspect ratio of the system. The optimally designed single TMD system is found to be less effective for torsionally coupled system in comparison to uncoupled system. This is due to the fact that a torsionally coupled system has two natural frequencies of vibration, as a result, at least two TMDs are required which can control both lateral and torsional response of the system. The optimum damper parameters of different alternate arrangements such as (i) two identical TMDs placed at opposite corners, (ii) two independent TMDs and (iii) four TMDs are evaluated for minimum response of the system. The comparative performance of the above TMDs arrangements is also studied for both torsionally coupled and uncoupled systems. It is found that four TMDs arrangement is quite effective solution for vibration control of torsionally coupled system.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권3호
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• pp.633-646
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• 2014

A semi-analytical numerical approach for the effective structural dynamic response analysis of spar floating substructure for offshore wind turbine subject to wave-induced excitation is introduced in this paper. The wave-induced rigid body motions at the center of mass are analytically solved using the dynamic equations of rigid ship motion. After that, the flexible structural dynamic responses of spar floating substructure for offshore wind turbine are numerically analyzed by letting the analytically derived rigid body motions be the external dynamic loading. Restricted to one-dimensional sinusoidal wave excitation at sea state 3, pitch and heave motions are considered. Through the numerical experiments, the time responses of heave and pitch motions are solved and the wave-induced dynamic displacement and effective stress of flexible floating substructure are investigated. The hydrodynamic interaction between wave and structure is modeled by means of added mass and wave damping, and its modeling accuracy is verified from the comparison of natural frequencies obtained by experiment with a 1/100 scale model.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1132-1140
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• 2011

해상풍력발전단지 건설 시 기초지반이 해상 점성토층의 지반일 경우 플랜트 자체 하중의 영향과 풍력과 같은 외부 모멘트 영향으로 인해 침하 발생을 야기할 수 있기 때문에 연약지반 분포를 파악하는 것은 풍력플랜트 입지를 위해 매우 중요한 사항이다. 이러한 연약지반 분포를 파악하는 방법은 시추조사 방법이 가장 최적의 방법이지만, 현장의 여건이나 경제적 제약이 큰 단점을 가지고 있다. 따라서 이러한 문제점을 보완하기 위해 현재 지구통계학적 방법을 이용한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 풍력 플랜트 설치를 가정한 해상 영역을 설정하여 지구통계학적 기법을 통하여 연약 지반층 두께 분포의 추정을 연구 수행하였다. 연약 지반층은 표준 관입시험치의 결과를 이용하여 구분하였으며, 지구통계학적 기법은 정규크리깅과 순차가우시안 시뮬레이션을 이용하여 결과를 비교하였다. 그 결과 비슷한 영역에서 최대 점성토의 두께를 가지는 영역이 나타남을 파악할 수 있었으며, 그 결과의 불확실성을 정량적으로 평가할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.672-680
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• 2017

태양광 발전 시스템은 태양광 패널이 부착되어 있는 구조물, 이를 지지하는 부분과 발전된 전력을 계통 또는 부하측에 공급하는 장치로 구성된다. 태양광 패널의 발전효율은 태양빛의 입사량에 영향을 받기 때문에 패널이 태양빛을 가장 많이 받을 수 있는 방향으로 패널 구조물을 설치한다. 그러나 태양은 계속 이동하기 때문에 고정식 보다는 태양을 향하여 패널이 회전하는 방식이 더욱 효율이 좋다. 태양광 패널 구조물은 야외에 설치되므로 풍하중, 적설하중 지진하중 등이 작용한다. 본 논문에서는 태양광 패널 구조물에 가장 영향이 큰 풍하중을 유한요소법을 사용하여 구하고 이를 적용하여 태양 추적식 발전 장치의 구조물을 설계하였다. 특히 패널간의 간격에 따른 풍하중을 구하고, 패널 구조물이 지면과 이루는 각도에 따른 풍하중의 변화도 구하였다. 패널간의 간격은 간격이 없을 경우, 간격이 40 mm, 80 mm일 경우 등 3가지 경우에 대하여 해석을 하였으며, 지면과의 각도는 30도, 45도, 60도 등에 대하여 해석을 하였다. 해석결과 풍하중은 패널간의 간격이 없을 경우가 가장 적게 나타났고, 지면과의 경사각이 클수록 커지는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.852-858
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• 2005

대기질 예측 모델링은 대기질 관리의 유용한 도구이다. 특히, 도시지역에서 대기질은 건물과 자동차와 같은 국부적인 장애물에 의해 크게 영향을 받는다. 일반적으로 도로를 따라 건물이 연속적으로 형성되어있는 도시거리협곡에서의 대기질을 예측하고자 할 때 현재 이용 가능한 대기확산모델은 대기질을 정확하게 예측하는데 많은 한계점을 가지고 있다. 본 연구에서는 도시거리협곡에서 대기질 예측을 위한 경험적인 모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 풍동실험을 수행하고, 그 결과를 통계적으로 분석하였다. 풍동실험 결과 넓은 협곡인 경우와 도로축과 직각을 이루는 바람일 때 도시거리협곡의 대기질을 향상시키는데 유용하다는 것을 확인하였다. 또한, 제안한 모델을 이용한 모델 예측치는 풍동실험 결과와 상관성이 양호하게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2737-2743
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• 2015

풍력발전은 풍력단지가 전력계통과 접속되는 모선의 전압을 유지 또는 제어하기 위한 충분한 무효전력을 공급할 수 있어야 한다. 하지만 풍력단지와 계통 접속점(POI - Point of Interconnection) 모선을 연결하는 선로의 무효전력 손실 때문에 풍력터빈의 무효전력공급은 접속점의 전압을 제어하기에는 불충분하다. 이 문제는 접속점에 STATCOM(Static Synchronous Compensator)과 같은 부수적인 무효전력 보상장치를 설치하여 해결할 수 있다. 본 논문에서 제시하는 STATCOM과 Switched-Shunt, 탭변환 변압기와 같은 기존의 무효전력 보상장치의 협조제어를 사용하면 더욱 효과적으로 접속점 모선의 전압을 제어할 수 있다. 본 논문에서 제시한 방법을 이용하여 초기부하에 대하여 임의의 부하 변동률을 가지는 모의 시스템에 적용한 결과 접속점 모선의 전압강하는 60%이상 개선되었고 부하 모선의 전압은 정격전압의 95%이상을 유지하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제26권6호
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• pp.693-701
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• 2020

The conventional Kalman Filter (KF) provides a promising way for structural state estimation. However, the physical parameters of structural systems or models should be available for the estimation. Moreover, it is not applicable when the loadings applied to the structures are unknown. To circumvent the aforementioned limitations, a two-stage KF with unknown input approach is proposed for the simultaneous identification of structural parameters and unknown loadings. In stage 1, a modified observation equation is employed. The structural state vector is estimated by KF on the basis of structural parameters identified at the previous time-step. Then, the unknown input is identified by Least Squares Estimation (LSE). In stage 2, based on the concept of sensitivity matrix, the structural parameters are updated at the current time-step by using the estimated structural states obtained from stage 1. The effectiveness of the proposed approach is numerically validated via a five-story shearing model under random and earthquake excitations. Shaking table tests on a five-story structure are also employed to demonstrate the performance of the proposed approach. It is demonstrated from numerical and experimental results that the proposed approach can be used for the identification of parameters of structure and the external force applied to it with acceptable accuracy.

• Wind and Structures
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• 제34권6호
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• pp.483-497
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• 2022

Three-dimensional (3D) computational fluid dynamics (CFD) analysis of flow around a hipped-roof building representative of UK inland conditions are conducted. Unsteady simulations are performed using three variations of the k-ϵ RANS turbulence model namely, the Standard, Realizable, and RNG models, and their predictive capability is measured against current European building standards. External pressure coefficients and wind loading are found through the BS 6399-2:1997 standard (obsolete) and the current European standards (BS EN 1991-1-4:2005 and A1:20101). The current European standard provides a more conservative wind loading estimate compared to its predecessor and the k-ϵ RNG model falls within 15% of the value predicted by the current standard. Surface shear stream-traces and Q-criterion were used to analyze the flow physics for each model. The RNG model predicts immediate flow separation leading to the creation of vortical structures on the hipped-roof along with a larger separation region. It is observed that the Realizable model predicts the side vortex to be a result of both the horseshoe vortex and the flow deflected off it. These model-specific aerodynamic features present the most disparity between building standards at leeward roof locations. Finally, pedestrian comfort and safety criteria are studied where the k-ϵ Standard model predicts the most ideal pedestrian conditions and the Realizable model yields the most conservative levels.