지반과 말뚝의 상호작용을 고려한 고정식 해상풍력터빈의 동적 특성에 대한 확률적 평가

이진학,김선빈,한택희,윤길림,Yi, Jin-Hak,Kim, Sun-Bin,Han, Taek Hee,Yoon, Gil-Lim 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.4

천해역에서의 해상풍력터빈의 기초 형식으로 모노파일, 트라이포드, 재킷 등의 고정식 기초 사이의 최적의 지지구조물 선별에 대한 논의가 세계적으로 활발하게 되어왔다. 다양한 기초 형식 가운데 어떤 기초를 최종 선택하기 위해서는 경제성과 함께 동적설계 측면에서의 검토도 필요하다. 이 연구에서는 고정식 기초를 해상풍력터빈의 기초로 적용하는 경우 전체 구조물의 고유주파수에 미치는 하중 및 지반 물성치의 불확실성의 영향을 정량적으로 검토하였다. 연구결과, 모노파일의 고유주파수의 변동이 가장 심한 것을 알 수 있었고, 따라서 모노파일 기초를 설계에 반영하는 경우에는 지반 물성치의 불확실성을 최소화시키는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다. Extensive discussion on the optimal types of offshore wind turbine(OWT) among monopile, tripod and jacket in the intermediate depth of water has been actively carried out in worldwide wind turbine industry. Selecting the optimal types of OWT among several substructural types, it is required to consider the economic and technical feasibility including dynamically stable design of a wind turbine system. In this study, the effects of loading levels and uncertainties of soil properties on the natural frequency of OWT have been quantitatively investigated. In conclusion, the natural frequency of monopile-type OWTs has a significant level of uncertainty, hence it is very important to minimize the level of uncertainties in soil properties when the monopile is selected as a foundation for an OWT.

내부구속 중공 철근콘크리트 풍력타워 공력해석

이진학(Jin-Hak Yi),한택희(Taek Hee Han),원덕희(Deok Hee Won),유상량(Sang Ryang Yoo) 한국산학기술학회 2015 한국산학기술학회 학술대회 Vol.2015 No.1

내부구속 중공 철근콘크리트(Internally Confined Hollow Reinforced Concrete; ICH RC) 풍력 타워를 설계하고, 3.6MW, 5MW급 합성단면 풍력타워에 대하여 FAST를 이용한 공력-서보-탄성 연계해석(aero-servo-elastic coupled analysis)을 수행하였다. 합성단면 풍력터빈을 제원이 공개되어 있는 NREL 5MW 터빈에 적용하는 경우에 대하여 FAST를 이용하여 공력-서보-탄성 연계해석을 수행하고, 그 결과를 기존의 강재타워를 적용한 경우와 비교하였다. 고유주파수의 경우 1차 모드의 고유주파수는 강재타워를 적용하였을 경우보다 높게 분석되었으며, 이와 달리 2차 모드와 3차 모드의 고유주파수는 강재타워를 적용하였을 경우보다 낮게 분석되었다.

수직축 풍력터빈에 대한 동적모델개선 및 효과분석

이진학 ( Yi Jin-hak ),김원술 ( Kim Wonsul ),한택희 ( Han Taek Hee ),임승률 ( Yim Sungyul ) 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.21 No.1

In this study, dynamic characteristics were analyzed by field measurement and experiment mode analysis on a vertical axis wind turbine with resonance issue, and dynamic model modification was also carried out by concrete filling inside the steel tower. Finally, the overall power generation and economic efficiency due to the extension of the range of rotor rotational speed was also analyzed.

IEA-OES 및 IEC TC114 최근 동향

이진학(Jin-Hak Yi),최종수(Jong-Su Choi),고동휘(Dong-Hui Ko),김경환(Kyong-Hwan Kim),서종범(Jongbeom Seo) 한국해양환경·에너지학회 2021 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.5

해양에너지 분야는 크게 조력발전, 조류발전, 파력발전 및 온도 차 발전을 중심으로 연구개발이 활발하며, 이미 상용화 되어 있는 조력발전을 제외하면 전체적으로 실증 및 준상용화 단계에 접어들고 있는 것으로 평가되고 있다. 이러한 해양에너지 시스템의 상용화 및 관련 산업 육성을 위하여 국제전기기술위원회(IEC, International Electrotechnical Committee)에서는 지난 2007년 조류발전 및 파력발전 등에 대한 해양에너지 기술위원회(TC114 Marine energy-Wave, tidal and other water current converters)를 구성하고, 관련 표준화 작업을 수행하고 있다. 또한 국제에너지기구의 경우 해양에너지시스템 기술협력프로그램(IEA-OES)을 구성하여 국제 기술교류 및 협력을 강화하고 있다. 이 발표에서는 이들 두 기구의 최근 활동 및 미국, 영국 등 여러 회원국의 시스템 개발 및 기술표준화 동향을 소개하고자 한다. In the ocean energy research fields, major interests are focused on the development of the tidal range, tidal current, wave, and ocean thermal energies. The tidal range energy is already commercialized, and other ocean energy systems are entering the stage of pre-commercialization through open-sea tests and validations. To commercialize these ocean energy systems and promote industrialization, the International Electrotechnical Commission (IEC) has been working on the technical committee, TC114 marine energy-wave, tidal, and other water current converters, and carry out related standardization activities since 2007. There is another international cooperation organization, IEA-OES(Ocean Energy Systems), established in 2001 to promote international technology exchange and cooperation between member counties. This presentation introduces IEC TC114 and IEA-OES's recent activities and introduces the action plan related to international cooperation and standardization in the future.

비파괴시험에 의한 콘크리트 항만시설물의 주요 물성치 평가

이진학(Yi, Jin-Hak),한상훈(Han, Sang-Hun),박우선(Park, Woo-Sun) 한국해안해양공학회 2011 한국해안해양공학회 논문집 Vol.23 No.1

항만 리모델링을 위한 콘크리트 시설물에 대한 평가가 필요하며, 특히 리모델링이 결정된 경우에는 소파 블럭이나 케이슨 블록 등에 대한 재활용 여부를 평가하여 재활용이 가능할 경우에는 유용하는 것이 경제적인 리모델링에 도움이 될 수 있다. 이 연구에서는 콘크리트 항만시설물에 대한 건전성 평가 및 재활용성 평가를 위하여 기존의 초음파 속도법을 비롯하여 슈미트 해머를 이용한 반발경도법, 충격반향법, 표면파 속도법 등의 비파괴시험을 실시하였다. 국내 5개 항만에 대하여 비파괴시험 및 시편을 채취하였으며, 채취한 시편에 대한 압축강도 시험을 수행하여 비파괴시험 결과와 비교하였다. 비파괴시험결과와 압축강도 시험을 통하여 콘크리트 재료의 탄성계수와 압축강도 등을 평가하였다. Recently harbor remodeling projects are seriously considered to enhance the loading and unloading capability of old container terminals and to make decrepit ports as eco-friendly harbor and waterfront spaces in many countries. In such a case, quantitative and qualitative evaluations on concrete harbor facilities are mandatory to determine the current structural integrity condition of aged materials. Once the remodeling project is determined to be carried out, the reusability of individual structural members and facilities including caissons, cell-blocks, and tetra-pods need to be decided based on the simple and economic visual inspection and/or nondestructive testing. In this study, the systematic quantitative evaluation procedure for determining the structural integrity condition and the reusability is studied based the nondestructive testing and evaluation methods. Conventional methods including Schmidt hammer test and ultrasonicpulse velocity methods and elastic wave based methods including impact echo test and surface wave test are applied to the old harbor facilities in five different sites. The compressive tests are also carried out to determine the elastic modulus and compressive strength of concrete materials.

진동시험에 의한 방파제 케이슨의 동특성 평가 및 수치해석 모델의 검증

이진학(Yi, Jin-Hak),박우선(Park, Woo-Sun),이소영(Lee, So-Young),김정태(Kim, Jeong-Tae),서춘교(Seo, Choon-Gyo) 한국해안해양공학회 2013 한국해안해양공학회 논문집 Vol.25 No.1

이 연구에서는 대형 항만시설물인 방파제 케이슨에 대한 진동특성 분석을 위한 충격진동시험 적용 결과를 분석하고, 그 결과를 유체-구조물-지반 상호작용을 고려한 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 모델의 적용 가능성을 검토하였다. 천단고를 높이기 이전의 오륙도 방파제에 대한 실험결과와 최근 천단고를 높인 이후의 방파제에 대한 실험결과와 비교하여 천단고를 높임으로써 고유주파수가 1.7-4.3% 감소되었음을 알 수 있었고, 수치해석 결과에서도 고유주파수가 감소되는 것으로 분석되어 진동시험 및 수치해석의 합리성을 검증할 수 있었다. In this study, impact vibration tests are applied to analyze the vibration characteristics of caisson-type breakwater, and the results obtained from vibration tests are compared with numerical simulation results considering fluid-soil-structure interaction effects to verify the feasibility of a numerical analysis model. It is found that natural frequencies are reduced as amount of 1.7-4.3% after additional parapet structure is added to increase the height of breakwater, and the same results was observed from the numerical simulation study. Through the comparison, it was verified that the vibration tests and numerical simulation study can be applied to evaluate the vibration characteristics of caisson-type breakwater.

확률적 접근방법에 의한 액상화 가능성 평가

이진학(Yi Jin-Hak),권오순(Kwon O-Soon),박우선(Park Woo-Sun) 대한토목학회 2006 대한토목학회논문집 C Vol.26 No.5

지반 액상화는 대표적인 지진 피해의 한 형태로 이 연구에서는 이러한 지반 액상화 가능성 평가를 위한 확률적 접근 방법을 제시하였다. 일정한 사용기간 동안의 지진에 의한 액상화 발생확률을 구하기 위하여 액상화 취약도와 지진재해도를 결합하여 액상화 위험도를 산정할 수 있도록 하였다. 현재 국내에서는 결정론적인 방법이 많이 이용되고 있으나, 이러한 방법은 지반 물성치에 포함되어 있는 많은 불확실성을 합리적으로 다루기 어려운 단점이 있다. 두 가지 형태의 확률적 접근 방법을 제시하였는데, 첫번째는 설계지진에 대한 확률적 신뢰도 해석 방법이고, 두번째는 주어진 지반조건에 대하여 일정한 사용기간 동안 액상화가 발생할 수 있는 가능성을 평가한 위험도 해석 방법이다. 기존의 결정론적 방법과 확률적 방법에 의하여 매립지반의 액상화를 평가하였으며, 위험도 해석에 의한 액상화 가능성 평가기법을 지속적으로 적용하고, 설계기준이 제시된다면 보다 합리적이고, 정량적인 지반 액상화 가능성 평가기법이 될 수 있음을 검증하였다. Liquefaction of soil foundation is one of the major seismic damage types for infrastructures. In this paper, deterministic and probabilistic approaches for the evaluation of liquefaction potential are briefly summarized and the risk assessment method is newly proposed using seismic fragility and seismic hazard analyses. Currently the deterministic approach is widely used to evaluate the liquefaction potential in Korea. However, it is very difficult to handle a certain degree of uncertainties in the soil properties such as elastic modulus and resistant capacity by deterministic approach, and the probabilistic approaches are known as more promising. Two types of probabilistic approaches are introduced including (1) the reliability analysis (to obtain probability of failure) for a given design earthquake and (2) the seismic risk analysis of liquefaction for a specific soil for a given service life. The results from different methods show a similar trend, and the liquefaction potential can be more quantitatively evaluated using the new risk analysis method.

지진취약도 분석을 위한 확률밀도함수 보간 기법

이진학(Yi Jin-Hak),김상훈(Kim Sang-Hoon),윤정방(Yun Chung-Bang),Kushiyama Shigeru 대한토목학회 2004 대한토목학회논문집 A Vol.24 No.2A

울돌목 시험조류발전소 구조물 건전도 모니터링 시스템 구축현황 및 계측결과

이진학(Jin-Hak Yi),박진순(Jin-Soon Park),이광수(Kwang-Soo Lee) 한국소음진동공학회 2009 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11

교량건전성 평가의 개선을 위한 상시진동시험

이진학(Jin-Hak Yi),이종재(Jong-Jae Lee),이창근(Chang-Geun Lee),이원태(Won-Tae Lee),윤정방(Chung-Bang Yun) 한국소음진동공학회 2004 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2004 No.11