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이진학,류경호,신창주,백원대,정원무 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.5
Recently many researches are carried out related to the coastal erosion from many points of view, and the monitoring for the changes in bathymetry in very shallow water regions becomes more important in the relevant researches. However, it is very difficult to perform the bathymetry survey in these areas by use of echo sounder which is the most popular device to obtain the bathymetric information due to too small clearance to use the sonar device. Therefore it might be good alternatives to survey the bathymetry by use of a set of water-level gauges and/or LiDAR instead. However, there are still several shortcomings associated with the discrete and limited number of measurement points in the case of water-level gauges and the high cost of LiDAR device. In this study, more economic and efficient bathymetry survey method is proposed based on Beer-Lambert law and artificial neural networks using an aerial image of a very shallow water region taken by drones equipped with a digital camera, and the applicability for this optic-based method is investigated through the bathymetry survey at HuJeong Beach in Korea. 최근 연안 침식과 관련하여 많은 연구가 수행되고 있으며, 이와 관련하여 천해역에서의 해저지형 변화 등 침식현상을 모니터링 하는 것 역시 중요한 과제로 인식되고 있다. 침식 모니터링은 태풍 등의 침식 주요 원인이 발생한 후 해저지형 변화를 모니터링 하는 것으로, 수심 측량에 있어 일반적으로 사용되는 음향측심기 등의 센서는 수심이 얕은 경우 설치 여건 등으로 인하여 적용이 어려울 수 있다. 따라서 수위계 또는 LiDAR를 사용할 수 있는데, 전자의 경우 공간상에서의 연속 측량이 어렵고, 후자의 경우 비용이 높은 단점이 있다. 이 연구에서는 보다 경제적이고 효과적인 수심 측량을 위하여 드론을 이용하여 항공사진을 취득하고, 이러한 영상자료의 밝기정보를 Beer-Lambert 공식 및 인공신경망에 적용하여 간접적으로 수심을 측량할 수 있는 기법을 제안하였다. 실제 해수욕장을 대상으로 드론으로 영상을 취득한 후 제안방법을 이용하여 간접적으로 수심을 측량한 후, 그 결과를 음향측심기로 측정한 수심과 비교함으로써 제안방법의 적용성을 평가하였다.
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이진학,김선빈,윤길림,Lars Vabbersgaard Andersen 한국풍공학회 2015 Wind and Structures, An International Journal (WAS Vol.21 No.6
Monopiles have been most widely used for supporting offshore wind turbines (OWTs) in shallow water areas. However, multi-member lattice-type structures such as jackets and tripods are also considered good alternatives to monopile foundations for relatively deep water areas with depth ranging from 25–50 m owing to their technical and economic feasibility. Moreover, jacket structures have been popular in the oil and gas industry for a long time. However, several unsolved technical issues still persist in the utilization of multi-member lattice-type supporting structures for OWTs; these problems include pile-soil-interaction (PSI) effects, realization of dynamically stable designs to avoid resonances, and quick and safe installation in remote areas. In this study, the effects of PSI on the dynamic properties of bottom-fixed OWTs, including monopile-, tripod- and jacket-supported OWTs, were investigated intensively. The tower and substructure were modeled using conventional beam elements with added mass, and pile foundations were modeled with beam and nonlinear spring elements. The effects of PSI on the dynamic properties of the structure were evaluated using Monte Carlo simulation considering the load amplitude, scouring depth, and the uncertainties in soil properties.
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합성형 단면을 갖는 풍력발전 타워구조물에 대한 신뢰성 해석
이진학,한택희 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.4
최근 10MW급 이상의 초대형 풍력터빈을 지지하거나 혹은 좀 더 우수한 바람을 이용하기 위하여 풍력발전 타워의 높이를 120~140m 이상으로 높이고자 하는 연구가 많은 관심을 받고 있다. 또한 이와 같은 타워구조물을 안전하고 경제적으로 제작하기 위하여 콘크리트 또는 신형식 합성형 타워구조물에 대한 관심 및 연구개발이 증가하고 있다. 이 연구에서는 신형식 합성형 단면을 갖는 풍력발전 타워구조물에 대하여 재료물성치와 하중의 불확실성을 고려한 신뢰성 해석을 수행하였다. 합성형 단면의 성능은 콘크리트의 구속효과 및 재료 비선형성을 고려할 수 있는 CoWiTA 프로그램을 이용하여 분석하였으며, 기존 5MW급 풍력터빈을 대상으로 제안된 합성형 단면을 갖는 풍력발전 타워구조물을 대상으로 Level II 및 Level III 신뢰성 해석을 수행하였다. Level II 신뢰성 해석을 위하여 응답면 기법 및 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 적용하였으며, Level III 몬테카를로 시뮬레이션 방법을 이용하여 그 결과를 비교, 검증하였다. 요구 휨강도 및 축강도 수준에 따른 신뢰도 지수 및 파괴확률, 민감도 등을 분석하였으며, 재료물성치 보다는 요구강도의 민감도가 상대적으로 큼을 알 수 있었다. Recently, heightening a wind turbine tower up to 120~140m is an issue to support large wind turbines over than 10MW capacity and to promote the efficiency of wind energy. As a solution of making this higher tower economic and safe, concrete towers and steel-concrete composite towers have been suggested and researched. In this study, reliability analyses for steel-concrete composite wind turbine towers were carried out considering uncertainties of material properties and loads. The performance of a steel-concrete composite wind turbine tower was analyzed with CoWiTA which is a special purpose analysis program with consideration of confining effect of concrete and material nonlinearity. Level II and level III reliability analyses were performed for a steel-concrete composite wind turbine tower suggested to support a 5MW wind turbine. Response surface method and AFOSM(Advanced First Order Second Moment) were used for level II reliability analysis. Also, the analysis results were compared and verified by level III Monte Carlo simulation. Reliability index, probability of failure, and sensitivity were investigated as the variation of required flexural and axial strengths. The analysis results showed that the sensitivity of required flexural and axial strengths much more affect on the reliability of a steel-concrete composite wind turbine tower than that of material property does.
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