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천호정(H.J.Cheon),손정민(J.M.Sohn),남보우(B.W.Nam),신승호(S.H.Shin),홍기용(K.Y.Hong) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
최근 화석연료의 고갈과 환경오염 등의 문제로 친환경 대체에너지에 대한 수요가 급증하고 있다. 다양한 친환경 에너지 중 파랑에너지는 넓은 지역에 분포하여 가용 에너지원이 풍부하고 3면이 바다인 우리나라에서 대규모로 활용가능한 장점이 있다. 본 논문의 목적은 가동 물체형 파력발전장치 중 하나인 부유식 진자형 파력발전장치의 파랑 중 구조 응답을 살펴보는 것이다. 이를 위해 상용포텐셜 유동해석 소프트웨어인 AQWA를 이용해 다양한 파주기, 파고, 파향에 의하여 구조물에 부과될 파랑하중을 계산하고, AQWA-WAVE를 이용해 유동해석에서 계산된 하중을 구조해석용 모델에 맵핑하였다. 유동해석을 통해 계산된 파랑하중을 경계조건으로 하는 구조물을 상용 유한요소해석 소프트웨어인 ANSYS를 이용해 구조해석을 수행하여 파랑의 주기, 파고, 방향에 따른 구조물의 응력분포를 살펴보았다. 다양한 파랑조건에서의 유체-구조 연성해석결과 취약부의 위치와 응력의 분포를 확인하였다. 본 연구로 얻은 결과는 연이어 진행될 극한조건에 대한 구조물 안정성 평가 및 구조물 보강을 위한 연구에 활용할 계획이다. The demand for environment-friendly alternative energy is sharply rising in recent times in response to the depletion of fossil fuels and environmental pollution. Of the various types of alternative energy, blue energy has the advantage of widespread availability in Korea, which is surrounded on three sides by ocean. Additionally, resources for such are vast and distributed over a large area, opening up the possibility for their use on a large scale. The purpose of this paper is to examine the structural responses of the floating pendulum wave energy converter under wave, a type of movable body type wave energy converter. For this purpose, the commercial potential flow analysis software AQWA was used to calculate the wave load on the structure for various wave periods, wave heights and wave directions. Using the commercial software AQWA-WAVE, mapping of the loads calculated in flow analysis was performed for the structural analysis model. Using the finite element analysis software ANSYS, structural analysis was performed for a structure with the boundary conditions corresponding to the wave load calculated through flow analysis. The stress distribution for the structure was examined for wave period, wave height, and wave direction. Fluid-structure interaction analysis at various wave conditions returned the locations of weak-links and stress distribution. The results from the study will be used in future research for structural stability analysis in extreme conditions, and research for structural reinforcement.
10MW급 부유식 파력-해상풍력 복합발전구조물의 개념설계
김경환(K.H. Kim),이강수(K. Lee),손정민(J. Sohn),박세완(S.W. Park),홍기용(K. Hong) 한국해양환경·에너지학회 2014 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.5
본 연구는 10MW급 부유식 파력-해상풍력 복합발전구조물의 개념설계에 대한 내용을 다루고 있다. 본 구조물은 반잠수식 형태로서 상부에는 다수의 풍력터빈이 설치되어 있고 수선면에는 다수의 파력발전기가 설치되어 있다. 본 구조물의 개념설계를 위하여 먼저 규정과 기준을 검토한다. 그리고 초기 개념설계된 반잠수식 구조물의 주요치수와 중량분포 결과를 제시한다. 또한 구조안정성 검토를 위한 파랑 중 운동응답 및 하중해석의 설계기본(Basis of Design)과 설치해역의 환경정보를 제시한다. The present study considers a conceptual design of 10MW class floating wave-offshore wind hybrid power generation platform. The platform is a large semi-submersible consists of several wind turbines on the deck and multiple wave energy converters near the still water level. Rules and regulations are summarized for the design of the platform. A preliminary design including sizing and weighting is presented, also. This paper focuses on the basis of design for the analyses of motion response and structural load as well as the data of metocean and installation site.