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

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.539-549
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• 2006

본 연구에서는 포텐셜 이론, 섭동법, 경계요소법에 근간을 둔 이차의 시간영역 수치모델을 개발하고 이를 이용하여 폰툰형 부방파제의 성능을 평가하였다. 다양한 설계조건에 대하여 파력, 운동변위, 자유수면고, 투과율 등의 변화를 고찰하였으며, 파랑의 약 비선형성이 방파제의 동수역학적 특성에 미치는 영향을 분석하는데 주안점을 두었다. 수치모의 수행 결과, 이차의 성분 파는 동유체력, 계류장력, 운동변위에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었으나, 파랑의 약 비선형성이 투과율에 미치는 영향은 매우 작아 선형해석만으로도 파랑제어효율을 평가할 수 있음을 확인하였다. 또한 파랑제어효율이 우수한 수심과 흘수의 비, 파수와 폭과의 관계 등을 제시하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제2권3호
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• pp.231-253
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• 2013

The impact of spar-nacelle-blade coupling on edgewise dynamic responses of spar-type floating wind turbines (S-FOWT) is investigated in this paper. Currently, this coupling is not considered explicitly by researchers. First of all, a coupled model of edgewise vibration of the S-FOWT considering the aerodynamic properties of the blade, variable mass and stiffness per unit length, gravity, the interactions among the blades, nacelle, spar and mooring system, the hydrodynamic effects, the restoring moment and the buoyancy force is proposed. The aerodynamic loads are combined of a steady wind (including the wind shear) and turbulence. Each blade is modeled as a cantilever beam vibrating in its fundamental mode. The mooring cables are modeled using an extended quasi-static method. The hydrodynamic effects calculated by using Morison's equation and strip theory consist of added mass, fluid inertia and viscous drag forces. The random sea state is simulated by superimposing a number of linear regular waves. The model shows that the vibration of the blades, nacelle, tower, and spar are coupled in all degrees of freedom and in all inertial, dissipative and elastic components. An uncoupled model of the S-FOWT is then formulated in which the blades and the nacelle are not coupled with the spar vibration. A 5MW S-FOWT is analyzed by using the two proposed models. In the no-wave sea, the coupling is found to contribute to spar responses only. When the wave loading is considered, the coupling is significant for the responses of both the nacelle and the spar.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.33-44
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• 2014

본 연구에서는 국내 서남해 해상지역 시범사업의 부유식 콘크리트 해상구조물 계류를 위한 기초시스템으로서 석션파일을 적용하기 위한 예비설계를 수행하였다. 설계에 앞서 시범사업 대상지역인 서남해안에 대한 지반 및 수리 조건, 재현주기 100년의 환경외력 등 현장 조건을 면밀히 검토하였다. 석션파일은 설계하중에 대한 수평방향 지지력을 만족해야하고, 뿐만 아니라 지반종류 및 강도정수, 유효응력, 침투압 등의 조건에 따른 관입성 검토가 수행되어야 한다. 본 설계에서는 석션파일 직경에 따라 설계외력에 대해 수평방향 안정성을 확보할 수 있는 목표 침설깊이를 설정하고, 침설단계별로 상한석션압 이내에서 관입력과 관입저항력 비교를 통해 설계석션압을 산정하였다. 검토결과 직경 3.0~5.0m 석션파일의 경우 목표 깊이까지 침설이 불가능하였고, 직경 6.0m와 7.0m 석션파일은 각각 침설깊이 8.5m와 8.0m에서 수평방향 안정성 및 설계석션압에 의한 침설을 모두 만족함을 확인하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제28권4호
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• pp.435-442
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• 1995

전복은 연안 양식장의 가장 중요한 자원의 하나이며 인기 있는 양식 종류이다. 전복을 공동어장에 방류하기 전에 전복치패를 중간육성할 적당한 중간육성장이 필요하다. 그러나 전복치패가 패각이 20-30mm 정도로 기를 중간육성장을 찾기가 쉽지 않다. 따라서 넓은 해역을 전복 치패 중간육성장으로 이용하는 보다 실용적이고 효과적인 양식시설의 연구가 필요하다. 우리는 이러한 종류의 예를 일본의 "Marine aya No. 1"에서 찾을 수 있다. 그들의 연구가 조작용이, 안전 작업 그리고 저렴한 운용비에 초점을 맞추었다고 하더라도, 초기 제작비가 커서 우리가 기대하기는 힘든 수준이다. 그렇지만, Marine aya No. 1의 수직부를 간단한 부이 시스템으로 대치한다면, 수평 후레임만으로 잠수가능한 최소한의 기능을 가질 수 있을 것이다. 펌프를 장착한 간단한 작업선으로 이 시설을 부상 또는 침하시킬 수 있을 것이다. 본 논문은 개방 해역에서 전복 치패의 중간육성을 위한 잠수가능한 양식시설의 개발 가능성을 다루었다. 낮은 초기 제작비를 위해 소형의 부침식 전복치패 중간육성시설과 개량된 앵커를 제안하였고 파력과 조류력, 그리고 계류 앵커의 중량을 계산에 의해 추정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.501-509
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• 2010

해상크레인은 크레인을 탑재한 선박으로서, 조선소에서 대형 블록이나 구조물의 탑재 및 해상 운송 작업에 사용된다. 본 논문에서는 해상크레인과 중량물의 전후 동요(Surge), 상하 동요(Heave), 종 동요(Pitch)에 대한 정적/동적거동을 분석하였다. 이 때, 유연 다물체계 동역학을 적용하여 해상크레인의 붐(boom)을 탄성으로 고려하였으며, 플로팅 프레임(floating frame)과 노드 좌표(nodal coordinates)를 사용하였다. 질량 행렬, 탄성 강성 행렬, 2 차 속도 벡터, 일반화 좌표 방향으로 작용하는 외력 등을 고려하여 모든 운동이 연성된 비선형 운동 방정식을 구성하였다. 외력으로는 비선형 유체정역학 힘, 선형화된 유체동역학 힘, wire rope 힘, 계류력이 고려되었다. 수치 해석을 위해 Hilber-Hughes-Taylor 방법을 비선형 운동방정식에 적용하였다. 정적 거동 분석을 통한 정적 평형 자세를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대해 결과를 비교하였으며, 수치 해석 방법에 대한 정적/동적 거동 분석 결과를 비교하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제15권3호
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• pp.134-141
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• 2001

An experimental method to investigate the dynamic characteristics of buoys in extreme environmental condition is established. Because the buoy model requires a resonable size for accurate experiment, the test condition in model basin that satisfies the similarity law is hardly compatible with capability of test facilities. It is suggested that the linear wave component that is unable to satisfy similarity is separated with others. The model experiment is carried out with mitigated condition for the linear wave components while others including wave drift, current and wind are keeping the similarities. Then, the result can be extrapolated to give the dynamic behavior of buoys n extreme condition because linear wave component is solely responsibly to oscillatory buoy motion and other environmental components are applied as a initial tension. The similarity for current and wind conditions is viewed as equivalence of restoring forces. The validity of proposed method is examined with different types of standard ocean buoys and it indicates that the linearity of measured characteristics is assured with a limitation of resonable distance between test and estimated wave conditions.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제4권1호
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• pp.35-46
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• 2018

In this paper, safety analysis of the process of installing offshore structures such as manifolds and jacket-type substructures using floating cranes and barges in waves is performed. The safety analysis consists of three components. First, the dynamic responses of the offshore structure, cranes, and barge, all of which are moored and connected using wire ropes, are analyzed. Second, tensions in the wire ropes connecting the cranes and the offshore structures are calculated. Finally, any collision between the offshore structure and the cranes or the barge that transports the offshore structure is detected. Equations of motion of the offshore structure, cranes, and barge are formulated based on multibody dynamics, as well as considering the hydrostatic, hydrodynamic, and mooring forces. Additionally, proportional-derivative control of the tagline between the cranes and the offshore structure is performed to verify the safety of the installation process, as well as for reducing the dynamic response and collisions among them.

• Wind and Structures
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• 제11권2호
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• pp.97-120
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• 2008

Wind and wave loadings have a predominant role in the design of offshore structures in general, and articulated tower in particular for a successful service and survival during normal and extreme environmental conditions. Such towers are very sensitive to the dynamic effects of wind and wind generated waves. The exposed superstructure is subjected to aerodynamic loads while the submerged substructure is subjected to hydrodynamic loads. Articulated towers are designed such that their fundamental frequency is well below the wave frequency to avoid dynamic amplification. Dynamic interaction of these towers with environmental loads (wind, waves and currents) acts to impart a lesser overall shear and overturning moment due to compliance to such forces. This compliancy introduces geometric nonlinearity due to large displacements, which becomes an important consideration in the analysis of articulated towers. Prediction of the nonlinear behaviour of these towers in the harsh ocean environment is difficult. However, simplified realistic mathematical models are employed to gain an important insight into the problem and to explore the dynamic behaviour. In this paper, various modeling approaches and solution methods for articulated towers adopted by past researchers are reviewed. Besides, reliability of articulation system, the paper also discussed the design, installation and performance of articulated towers around the world oceans.

• 한국해양공학회지
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• 제27권1호
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• pp.59-66
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• 2013

A suction anchor is one of the most popular anchors for deepsea floating systems. An anchor used for catenary mooring is predominantly under a horizontal load. In this study, the behavior of a suction anchor installed in cohesionless soil was investigated when the anchor was mainly subjected to a horizontal load induced by a catenary line. In order to study the behavior of the suction anchor, 3D FEM analysis models were developed and analyzed. Depending on the location of the load (padeye), the ultimate horizontal load was monitored. The distributions of the reaction forces around the anchor induced by the seabed were analyzed using the circumferential stress to understand the behavior of the suction anchor under a horizontal load.