• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.407-414
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• 2016

풍력터빈이 MW급으로 대형화되면서 블레이드의 길이가 40미터 이상으로 길어지게 되어, 로터 블레이드가 회전할 때 블레이드에 발생하는 비대칭하중이 증가하게 되었다. 윈드쉬어, 타워 섀도우, 난류풍속 같은 요소들은 블레이드에 이런 비대칭하중 발생에 영향을 미친다. 본 논문은 원드쉬어로 인해 블레이드에 발생하는 추력변동에 의한 동하중을 추력계수를 이용하여 모델링하는 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 "윈드쉬어 추력변동 계수"를 정의 및 도입하고, 2MW 육상용 풍력터빈을 대상으로 정격이하의 풍속에서 윈드쉬어 추력변동 계수값을 구하여 분석한다. 구해진 "윈드쉬어 추력변동 계수"와 추력계수를 이용하여 Matlab/Simulink에서 윈드쉬어 동하중 모델을 구현하고, 윈드쉬어에 의해 세 블레이드에 작용하는 추력변동을 추력계수와 "윈드쉬어 추력변동 계수"를 동시에 이용하여 표현할 수 있음을 보인다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.33-40
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• 2014

극한 해양 환경하중을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 신뢰성 해석을 위한 한계상태함수는 mud-line에서 지지구조물의 동적응답으로 정의되며, 동적응답은 정적응답과 동적응답계수의 곱으로 정의된다. 동적응답계수는 설계조건에서의 동적 시간이력응답을 분석하여 구할 수 있다. 허브(Hub) 위치에 작용하는 추력은 GH_Bladed를 사용하여 계산하였으며, 정적하중으로 적용하였다. 동적응답계수는 대수정규분포, 지반물성 중 내부마찰각은 상한과 하한이 결정된 베타분포이며, 그 외 설계변수는 정규분포 확률변수로 취급되었다. mud-line 에서의 동적응답을 통해 정의된 한계상태함수에 따라 일계신뢰도법(First order reliability method, FORM)을 사용하여 해상풍력터빈 지지구조물의 신뢰도지수를 산정하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권1호
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• pp.21-29
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• 2016

상업용 풍력발전단지에 설치된 기상 탑의 측정데이터와 풍력터빈의 SCADA(Supervisory Control and data Acquisition) 데이터를 이용하여 풍력터빈의 후류영향을 분석하고 후류 풍속저감 예측을 위한 eddy viscosity 모델 및 난류강도 예측을 위한 Lange 모델의 계산값과 비교하였다. 후류영향 분석결과, 자유단(free stream) 풍속이 낮을수록 풍력터빈 후류에서의 풍속 감소율은 증가하였으며 후류 난류강도 역시 자유단 풍속이 낮아질수록 증가하는 특징을 보였다. Eddy viscosity 모델에 의해 예측된 풍력터빈 후류중심에서의 풍속 감소율은 측정값에 비해 과대 예측되었으며 Lange 모델에 의한 후류 난류강도 예측은 실측값과 유사하게 예측되고 있음을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권1호
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• pp.75-92
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• 2016

The design of a semi-active (SA) control system addressed to mitigate wind induced structural demand to high wind turbine towers is discussed herein. Actually, the remarkable growth in height of wind turbines in the last decades, for a higher production of electricity, makes this issue pressing than ever. The main objective is limiting bending moment demand by relaxing the base restraint, without increasing the top displacement, so reducing the incidence of harmful "p-delta" effects. A variable restraint at the base, able to modify in real time its mechanical properties according to the instantaneous response of the tower, is proposed. It is made of a smooth hinge with additional elastic stiffness and variable damping respectively given by springs and SA magnetorheological (MR) dampers installed in parallel. The idea has been physically realized at the Denmark Technical University where a 1/20 scale model of a real, one hundred meters tall wind turbine has been assumed as case study for shaking table tests. A special control algorithm has been purposely designed to drive MR dampers. Starting from the results of preliminary laboratory tests, a finite element model of such structure has been calibrated so as to develop several numerical simulations addressed to calibrate the controller, i.e., to achieve as much as possible different, even conflicting, structural goals. The results are definitely encouraging, since the best configuration of the controller leaded to about 80% of reduction of base stress, as well as to about 30% of reduction of top displacement in respect to the fixed base case.

• 신재생에너지
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• 제17권4호
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• pp.1-8
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• 2021

To determine the wind turbine class in the offshore of the Korean Peninsula, the reference wind speed for a 50-y return period at the hub height of a wind turbine was estimated using the reanalysis data sets. The most recent reanalysis data, ERA5, showed the highest correlation coefficient (R) of 0.82 with the wind speed measured by the Southwest offshore meteorological tower. However, most of the reanaysis data sets except CFSR underestimated the annual maximum wind speed. The gust factor of converting the 1 h-average into the 10 min-average wind speed was 1.03, which is the same as the WMO reference, using several meteorological towers and lidar measurements. Because the period, frequency, and path of typhoons invading the Korean Peninsula has been changing owing to the climate effect, significant differences occurred in the estimation of the extreme wind speed. Depending on the past data period and length, the extreme wind speed differed by more than 30% and the extreme wind speed decreased as the data period became longer. Finally, a reference wind speed map around the Korean Peninsula was drawn using the data of the last 10 years at the general hub-height of 100 m above the sea level.

• 한국환경과학회지
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• 제18권8호
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• pp.911-918
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• 2009

Electromagnetic interference (EMI) is defined as the interaction phenomena of electromagnetic waves scattered from a large structure or complex terrain. In this study, the propagation of linear wave is modeled with ray theory, direct simulation Monte Carlo (DSMC), and some classical theories on flat plates. The wave physics of reflection, refraction, and diffraction are simulated for the investigation of front and back scattering of the one-dimensional plane wave from a tower with ray theory and DSMC, respectively. The effect of rotating disk idealized from the real wind-turbine blades is modeled with a simplified version of the classical electromagnetic theory as well as DSMC based on the ray theory.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.276_277
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• 2009

풍력 케이블의 nacelle부와 Tower 사이에 포설되는 케이블은 사용 환경의 특성상 장력+비틀림의 스트레스를 받는다. 이러한 사용 환경 때문에 케이블은 전기적인 특성 뿐 아니라 반복 운동을 하는 환경에 대해 구조적인 특성에 대해서도 검토가 요구되어진다. 본 논문에서는 풍력 케이블의 핵심 검토 요소로 도체의 구조적 위험 요소를 줄이기 위한 연구 대상으로 도체의 (*)피치 변화의 특성을 분석하였으며, 피치가 길어지면 도체에 발생되어지는 응력(스트레스)이 작아질 것이고 피치가 짧아지면 도체에 발생되어지는 응력(스트레스)이 커질 것이라는 일반적인 상식을 벗어나 각 피치별 응력(스트레스)의 최저점들을 찾게 되었고 그 중 유연성을 함께 고려하여 품질의 향상을 기여하는 최적 피치를 선정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.420-422
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• 2007

In order to support wind power development in Jejudo, the island of winds, the wind resource database KIER-WindJeju has been established by meteor-statistical analysis on met-mast measurements of KIER. The analysis includes tower shading, exposure category, wind profile exponent for wind speed extrapolation to hub height of wind turbine, and correlation matrix between neighboring sites to assist choice of appropriate reference site for long-term correlation. KIER-WindJeju will be provided as an add-on of Google $Earth^{TM}$ and will be used as a guideline of future wind resource assessment in Jejudo.

• 한국안전학회지
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• 제25권4호
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• pp.1-6
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• 2010

Wind power system is composed by 3 major parts, rotor blade, nacelle and tower. Especially, the nacelle cover has an important role to prevent the component of nacelle and rotor from an extreme external circumstance. Therefore it is necessary to analyze and evaluate the stress distribution and deformation for them in the design level. There are two major points in nacelle cover analysis. The one is nacelle cover itself and the other is cover support structure. According to GL specification, this study shows the result that CFRP nacelle cover of wind turbine satisfies the strength and deformation through numerical analysis using the commercial finite element analysis program.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.331-334
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• 2007

Wind turbine is composed by 3 major parts, rotor ass'y, nacelle ass'y and tower. There are two major point in nacelle cover analysis one is nacelle cover itself the other is cover support structure. Both of them are required strength proof with light weight. For the design of structure, the loads are calculated according to GL wind guideline Ed. 2003 and by the commercial F.E. codes,