• Wind and Structures
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• 제12권3호
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• pp.219-237
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• 2009

This study examines the accuracy of large-eddy simulation (LES) to simulate the flow around a large irregular sloping complex terrain. Typically, real built up environments are surrounded by complex terrain geometries with many features. The complex terrain surrounding The Hong Kong University of Science and Technology campus was modelled and the flow over an uphill slope was simulated. The simulated results, including mean velocity profiles and turbulence intensities, were compared with the flow characteristics measured in a wind tunnel model test. Given the size of the domain and the corresponding constraints on the resolution of the simulation, the mean velocity components within the boundary layer flow, especially in the stream-wise direction were found to be reasonably well replicated by the LES. The turbulence intensity values were found to differ from the wind tunnel results in the building recirculation zones, mostly due to the constraints placed on spatial and temporal resolutions. Based on the validated mean velocity profile results, the flow-structure interactions around these buildings and the surrounding terrain were examined.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.609-611
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• 2017

최근 다양한 산업 및 공학 응용분야에서 히스테리시스 현상이 자주 발생하며, 이에 대한 많은 관심과 연구가 수행되었다. 이러한 현상은 주로 압력비가 일시적으로 변화하는 과정에서 발생되며, 초음속 풍동 시동과정에 영향을 미칠 것으로 예상되나, 이에 대한 연구가 미미한 실정이다. 본 연구에서는 초음속 풍동 내부에서 발생하는 히스테리시스 현상을 수치해석으로 조사하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 Navier-Stokes 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, Spalart-Allmaras 난류모델을 적용하였다. 본 연구의 결과로 초음속 풍동 시동과정에서 시동압력비와 작동압력비가 다른 원인을 히스테리시스 현상으로 설명하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.349-356
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• 2013

본 연구에서는 만 또는 도서지역과 같이 지형적으로 차폐되어 외해로부터 직접적인 파랑전파가 어렵고 바람에 의해 발달된 파랑의 영향이 클 것으로 판단되는 지역에 사용되는 기존 만내설계파 모델의 문제점을 분석하고 개선방안을 검토하였다. 기존 만내설계파 모델은 바람을 고려할 수 있고 타 모델에 비해 복잡한 지형에도 비교적 간편하게 사용할 수 있는 장점을 지니는 반면 인근 대형 구조물 또는 지형에 의한 파랑의 회절 및 반사 등의 고려가 곤란하다. 기존모델의 단점을 극복하기 위해 회절 및 반사각, 수심변화 등의 고려가 가능한 개량된 만내설계파 모델을 현지에 적용하고 기존 모델과 비교 검토한 결과 구조물 주변에서 설계파고의 값에 신뢰성이 향상되는 것을 확인하였다. 따라서 개선된 만내설계파 모델은 차폐되어 있는 해역에서 항만 구조물 설계 시 기존의 방법에 비해 보다 고정도의 설계파를 산정하는 방법으로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.72-80
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• 1994

임의의 수심 및 흐름 상 풍파의 변형에 대한 이산형 스펙트럼 모형을 구성하였다. 파랑의 성장 및 역풍감쇠, 저면마찰, 파랑과 흐름간의 상호작용이 고려되었고 제한 수심의 영향을 포함하기 위해 성숙파 스펙트럼에 수심에 의한 감쇠계수를 추가하였다. 이상의 모형을 수심을 고려한 가상풍장에 적용하여 수심 및 저면마찰에 대한 모형의 물리적 거동을 분석해 보았다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.1-10
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• 2019

Nowadays, the study on Floating Offshore Wind Turbines (FOWTs) is being performed globally. Dozens of numerical simulation tools have been developed for designing FOWTs and simulating their performances in combined wave and wind environments. On the other hand, model tests are still required to verify the results obtained from numerical simulation tools. To predict seakeeping performance of the OC3-Hywind platform, a OC3 spar model moored by a 3-leg catenary spread mooring system with a delta connection was built with a 1/128 scale ratio. The model tests were carried out for various sea states, including rotating rotor effect with wind in the Ocean Engineering Wide Tank, University Of Ulsan (UOU). The model test results are compared with the numerical simulations by UOU in-house code and FAST.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.340-350
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• 2020

한반도 대기모델의 해상풍을 입력자료로 사용하는 초단기 파랑예측시스템을 구축하고, 예측성능을 결정하는 중요한 요소인 입력바람장-파랑 상호작용을 고려하여, 수치모의실험을 수행하였다. 예측성능을 검증하기 위해 비태풍시기와 태풍시기에 대한 파랑모델의 예측결과를 기상청 계류부이 관측자료와 비교하였다. 비태풍시기에는 전반적으로 모델의 과소모의 경향이 나타났으며, 입력바람장과 파랑의 상호작용 물리계수를 증가시키면 과소모의하는 예측경향과 평균제곱근오차(RMSE)는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. RMSE가 최소가 되는 실험조건을 적용하여 태풍시기를 분석한 결과, 비태풍시기와 비교하여 예측오차가 증가하였다. 이는 파랑모델이 상대적으로 약한 비태풍시기의 바람장 영향을 고려했기 때문으로 보이며, 강한 바람장 형성으로 인한 파랑의 비선형효과와 파랑에너지 소산효과가 충분히 반영되지 않았던 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3B호
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• pp.307-313
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• 2008

방조제 건설로 인한 조석확폭 현상이 목포 북항은 물론 목포북항과 좁은 수로로 연결된 청계만에서도 발생되고 있다. 이러한 조석확폭 현상은 조간대를 증가시키고 특히 폭풍우시 수위 증가와 침수구간의 확대를 초래한다. 본 연구에서의 모의 과정은 광역에서의 풍파 모의와 협역에서의 풍파 범람 모의로 구성된다. 비선형 완경사 방정식이 바람에 의한 풍파는 물론 해일과 범람도 모의하도록 개선되었다. 개발된 모형은 청계만에 적용되었으며 목포 북항에는 청계만에서 발생하는 풍파로 인하여 발생할 수 있는 범람 형태를 파악하기 위하여 적용되었다.

• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.7-14
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• 2011

Numerical simulations were performed for the evaluation of wave and current loads on a fixed cylindrical substructure model for an ocean wind turbine using the ANSYS-CFX package. The numerical wave tank was actualized by specifying the velocity at the inlet and applying momentum loss as a wave damper at the end of the wave tank. The Volume-Of-Fluid (VOF) scheme was adopted to capture the air-water interface. An accuracy validation of the numerical wave tank with a truncated vertical circular cylinder was accomplished by comparing the CFD results with Morison's formula, experimental results, and potential flow solutions using the higher-order boundary element method (HOBEM). A parametric study was carried out by alternately varying the length and amplitude of the wave. As a meaningful engineering application, in the present study, three kinds of conditions were considered, i.e., cases with current, waves, and a combination of current and progressive waves, passing through a cylindrical substructure model. It was found that the CFD results showed reasonable agreement with the results of the HOBEM and Morison's formula when only progressive waves were considered. However, when a current was included, CFD gave a smaller load than Morison's formula.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.271-272
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• 2008

Renewable energy resources such as wind, wave, solar, micro hydro, tidal and biomass etc are becoming important stage by stage, considering the effect of environment. Wind energy is one of the most successful sources of renewable energy for the production of electrical energy. What's more, due to wind speed random variation the wind turbine generators can not make two-state model as conventional generators. The method of obtaining reliability evaluation indices of wind turbine generators is different from the conventional generators. This paper presents a study on the reliability evaluation of power system considering wind turbine generators with a simplified multi-state model.