• 한국해양공학회지
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• 제28권5호
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• pp.387-395
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• 2014

In this paper, a numerical analysis for an internal turret moored vessel located at a 400-m water depth is conducted. The target vessel has an internal turret that is located at the 0.2 Lpp position from the fore-side, with $3{\times}4$ complex mooring lines installed around the turret circumference. To investigate the motion response of the vessel and the structural reliability of the lines, model tests were conducted. The KRISO ocean basin has a water depth of 3.2 m, which represents 192m using a scaling of 1:60. In order to precisely represent the real-scale condition, equivalent mooring lines needed to be designed. Truncated mooring lines were designed to supplement the restriction of the flume's water depth and increase the reliability of the model testing. These truncated mooring lines were composed of two different chains in order to match the pre-tension, simultaneously restoring the curve and variation in the effective line tension. The static similarities were compared using a static pull-out test and free decaying test, and the dynamic similarities were matched via a regular wave test and combined environments test. Consequently, the designed truncated mooring system could represent the prototype mooring system relatively well in the aspects of kinematics and dynamics.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.617-622
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• 2013

해양 부유체 내부 유체는 파랑에 의한 외력을 받게 되면 슬로싱(sloshing)이 발생하게 된다. 부유체의 슬로싱에 의한 영향을 해석하기 위해서, 파랑에 의한 부유체의 거동뿐만 아니라 슬로싱에 의한 부유체의 응답을 고려한 결합적인 해석이 필요하다. 전산유체역학(CFD) 해석에 있어서, 외란은 비선형 파랑인 Stokes 5차 이론을 사용했고, 유동 해석은 Navier-Stokes 방정식과 Shear-Stress Transport(SST) 난류 모델을 이용하였다. 해양 부유체는 Pitch, Heave 운동에 대한 2자유도 해석을 진행 하였고, 결과에서는 슬로싱을 포함한 강체 운동을 확인 할 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2010

The paper proposes a multi-body dynamic simulation to numerically evaluate the generated axial force(G.A.F) and plunging resistant force(P.R.F) practically related to the shudder and idling vibration of an automobile. A numerical analysis of two plunging types of CV joints, tripod joint(TJ) and very low axial tripod joint(VTJ), is conducted using the commercial program DAFUL. User-defined subroutines of a friction model illustrating the contacted parts of the outboard and inboard joint are subsequently developed to overcome the numerical instability and improve the solution performance. The Coulomb friction effect is applied to describe the contact models of the lubricated parts in the rolling and sliding mechanisms. The numerical results, in accordance with the joint articulation angle variation, are validated with experimentation. The offset between spider and tulip housing is demonstrated to be the critical role in producing the 3rd order component of the axial force that potentially causes the noise and vibration in vehicle. The VTJ shows an excellent behavior for the shudder when compared with TJ. In addition, a flexible nonlinear contact analysis coupled with rigid multi-body dynamics is also performed to show the dynamic strength characteristics of the rollers, housing, and spider.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.73-81
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• 1987

본 논문에서는 파랑하중에 대한 Tension Leg Platform(TLP)의 tether와 platform의 동적거동해석에 대해서 연구하였다. tether의 동특성 효과를 적절하고도 간단히 고려할 수 있는 platform 해석모델을 제안하여 platform 운동해석을 수행하였으며, tether에 작용하여 인장력에 기인된 기하학적 강성을 고려한 유한요소법을 사용하여 tether의 거동을 해석하였다. 해석 예제용구조물로는 설치수심이 1000ft 및 3000ft인 두 가상적인 TLP를 선택하였으며, 비교를 목적으로 tether의 동특성 효과를 고려하지 않은 기존모델 및 platform과 tether를 조합한 모델 등에 의한 해석도 수행하여, 그 결과를 본 연구에서 제안한 모델에 의한 platform 운동과 tether의 거동 해석결과와 비교분석하였다. 아울러, tether의 통상적인 휨강성 및 tether에 작용하는 파랑하중이 tether의 거동에 미치는 영향정도도 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1119-1127
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• 2010

본 논문에서는 작동 평면상의 네 위치에서 사중안정점을 가지는 신개념 전자기형 마이크로 액추에이터의 구조체와 전자기 로렌츠력을 이용하는 구동 방식을 제시하고, 이의 타당성을 비선형 구조해석 및 전기-열해석을 통하여 검증하였다. 사중안정성 액추에이터의 구현을 위해서 관련 분야에서 널리 연구되고 있는 쌍안정성 액추에 이터의 개념을 확장 응용하였다. 비선형 유한요소해석을 이용하여 사중안정성 미소 구조체의 정적 해석과 과도동 적 해석을 수행함으로써 액추에이터 구조체의 다중안정성 유무를 파악하고 이 결과를 분석하여 구조체 설계에 반영하였다. 사중안정성 미소 구조체를 도체화하여 자기장 내에서 구조체에 전류를 통할 때에 발생하는 로렌츠력으로 평면상의 네 안정점으로 구조체를 구동할 수 있도록 고안하고, 그 때 필요한 구동전류의 크기 및 전자기 구동에 의한 주울열에 의한 온도분포를 계산하여 전반적인 타당성을 검토하였다. 본 논문은 지금까지의 관심 대상인 쌍안정성의 이용이 아니라 더욱 확장된 다중안정성을 가진 미소 액추에이터의 구조체와 전자기 구동방법을 제안하여 향후에 다중안정성을 필요로 하는 마이크로 시스템에 활용될 수 있도록 하는데 그 의미가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.794-801
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• 2017

전도성 평판의 모서리에 래디얼 동전기 휠을 부분적으로 중첩시켜 회전시키면 휠에는 부상력과 모서리 방향의 추력 그리고 중첩 영역을 감소시키는 방향으로의 횡력이 발생한다. 이러한 휠을 조합하면 진행 방향을 제외한 나머지 축에서의 자기 안정성이 담보되는 시스템 구현이 가능하다. 실증차원에서 래디얼 동전기 휠을 이용한 자기 부상 방식 이송 시스템을 제안한다. 시스템은 네 개의 동전기 휠에 의해 부상, 추진되며 앞뒤 휠에 의한 추력이 서로 상쇄되도록 대항하는 구조로 배치되어있다. 휠의 동적 안정성과 동전기력에 미치는 휠 극수의 영향이 유한요소법을 이용하여 분석된다. 단동 휠에 의한 추력과 부상력은 강하게 연성되어있고 이를 가변시킬 수 있는 인자는 휠의 회전속도뿐이다. 따라서 두 힘을 독립적으로 제어하기 위해 추력과 부상력간의 비율이 속도에 비례하고 공극의 크기와 무관하다는 사실을 이용한다. 이러한 제어 방법으로 시스템의 면내, 면외 운동 제어를 수행하고 이를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 실험 결과는 휠의 속도만으로 연성된 자유도를 효과적으로 제어할 수 있음을 보여준다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.73-84
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• 2015

Electricity generation using fossil fuels has caused environmental pollution. To solve this problem, research on new renewable energy sources (solar, wind power, geothermal heat, etc.) to replace fossil fuels is ongoing. These devices are able to generate power consistently. However, they have many weaknesses, such as high installation costs and limits to possible setup environments. Therefore, an active study on piezoelectric harvesting technology that is able to surmount the limitations of existing energy technologies is underway. Piezoelectric harvesting technology uses the piezoelectric effect, which occurs in crystals that generate voltage when stress is applied. Therefore, it has advantages, such as a wider installation base and lower technological costs. In this study, a piezoelectric harvesting device imitating seaweed, which has a consistent motion caused by fluid, is used. Thus, it can regenerate electricity at sea or on a bridge pillar, which has a constant turbulent flow. The components of the device include circuitry, springs, an electric generator, and balancing and buoyancy elements. Additionally, multiphysics analysis coupled with fluid, structure, and piezoelectric elements is conducted using COMSOL Multiphysics to evaluate performance. Through this program, displacement and electric power were analyzed, and the actual performance was confirmed by the experiment.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.1-9
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• 2011

자기부상열차가 중 저속 및 초고속 주행 시 차량의 주행특성 및 교량의 동적 응답 결과를 제시하고자 한다. 수직 자유도 및 회전 자유도를 포함한 10자유도 자기부상열차에 대한 운동방정식을 유도하고, 모드 중첩법을 이용하여 교량의 운동방정식을 구성하였다. 또한 제어 방법으로 UTM01제어기법을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 해석 예제로 노면조도, 가이드웨이의 처짐비, 차량 속도 등이 교량의 처짐과 차량의 부상공극 및 여러 가지 변수에 미치는 영향을 파악하였다. 부상공극은 조도의 조건에 따라 그 차이가 확연히 드러나고 또한 자기부상열차의 속도가 증가함에 따라 부상공극이 증가함을 알 수 있었다. 그리고 자기부상열차가 중, 저속 주행 시에는 교량에 대한 영향이 미비하지만 초고속 주행 시 교량에 대한 동적확대계수가 큰 값을 보여주었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제10권1호
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• pp.9-20
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• 2018

Due to integrated stochastic wind and wave loads, the supporting platform of a Floating Offshore Wind Turbine (FOWT) has to bear six Degrees of Freedom (DOF) motion, which makes the random cyclic loads acting on the structural components, for instance the tower base, more complicated than those on bottom-fixed or land-based wind turbines. These cyclic loads may cause unexpected fatigue damages on a FOWT. This paper presents a study on short-term fatigue damage at the tower base of a 5 MW FOWT with a spar-type platform. Fully coupled time-domain simulations code FAST is used and realistic environment conditions are considered to obtain the loads and structural stresses at the tower base. Then the cumulative fatigue damage is calculated based on rainflow counting method and Miner's rule. Moreover, the effects of the simulation length, the wind-wave misalignment, the wind-only condition and the wave-only condition on the fatigue damage are investigated. It is found that the wind and wave induced loads affect the tower base's axial stress separately and in a decoupled way, and the wave-induced fatigue damage is greater than that induced by the wind loads. Under the environment conditions with rated wind speed, the tower base experiences the highest fatigue damage when the joint probability of the wind and wave is included in the calculation. Moreover, it is also found that 1 h simulation length is sufficient to give an appropriate fatigue damage estimated life for FOWT.