A standard design section of a FRP DSCT wind power tower supporting 3MW was suggested and designed through AutoDSCT and CoWiTA programs. The thicknesses of the FRP tubes were optimized and by using the parameters of designed tower, the performance of the new type wind tower was evaluated via FAST program.

In this present study to investigate the seismic response of an offshore wind turbine, incorporating with bottom fixed Jacket support structure using semi-coupled analysis method. Fully coupled, aero-servo-hydro-elastic simulations and uncoupled seismic simulation have been done to carry out this investigation. The fully coupled simulation is accomplished and executed by FAST 8 (NREL, USA) to determine the global loads, which consists of six components of forces and moments at x-y-z directions of the tower base. In the uncoupled case, transient analysis has been done using the tower base loads as well as seismic loads by ANSYS. This paper presents a precise dynamic analysis, which can evaluate the dynamic response of three crucial points (tower top, tower base and mud line of substructure) under seismic load to make better decision in the case of structural design of wind turbine.

가스터빈 기관은 우주항공, 발전 플랜트뿐만 아니라 해상운송 분야에 사용되는 원동기로서 매우 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 그 구조가 복잡하고 연소과정에서 시간지연 요소가 포함되어 있어 가스터빈 기관을 잘 제어할려면 정교한 수학적 모델링이 필요하다. 본 논문 에서는 가스터빈 기관의 주요 구성품인 가스발생기, PLA 액추에이터, 미터링 밸브에 대한 모델링 기법을 설명한다. 또한, 가스터빈 기관의 시 운전 데이터를 기초로 몇 가지 정상상태 때의 동작점에서 서브모델을 구하고, 각 서브모델에 대해 비선형 비례적분미분 제어기를 설계하여 기 관의 속도를 제어하는 방법을 제안한다. 제안하는 비선형 제어기는 비선형 함수로 구현되는 3가지 이득을 사용한다. 비선형 제어기의 파라미터 는 제어시스템의 목적함수를 최소화하는 관점에서 실수코딩 유전자알고리즘으로 동조한다. 제안한 방법은 가스터빈 기관에 적용하고 시뮬레이 션을 실시하여 그 유효성을 확인한다.

Authors investigated the fatigue bond performance on the grouted joint connection of wind tower. High strength cementeous grout has 140MPa of a compressive strength was incerted in the gap of small scaled steel tube simulated the wind tower joint. The stress level was 65 and 74% of static strength that is 35MPa, respectevely. From the test, each specimens endured the repeated loads up to 2,000,000 cycles.

Based on the study of rapid construction method for concrete tower for offshore wind farms, it was found that the precast concrete segment was effective to achieve short term construction on bad weather condition. Also 20m length of segment was selected for tower installation to use same crane carrying nacelle.

In this research, we used half model instead of full model in order to consider convergence and analysis running time. We carried out nonlinear analysis on the joints between steel tower to concrete supporting structure of the 5MW offshore wind turbine applying only half of the load on the joint.

Probabilistic risk of an offshore wind turbine tower-monopile foundation structure is investigated using in this paper. It can consider both soil-structure-fluid coupled effect in the system and a large amount of variability in both ocean environmental load and soil resistance.

대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워 제안되고 연구되고 있다. 이에 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 ICH RC 풍력타워 단면이 설계된바 있다. 하지만, 풍력발전 터빈은 큰 질량을 갖는데 비해 타워는 세장비가 매우 크기 때문에, 풍하중 등의 횡하중이 작용할 때 발생하는 변위가 증가함에 따라, 터빈의 자중에 의한 대변위 효과에 따라 실제 횡력에 저항할 수 있는 모멘트 저항성능은 감소한다. 따라서 안전한 풍력발전 타워의 설계를 위해서는 대변위 효과를 고려하여 실제 횡력에 저항할 수 있는 타워의 모멘트 성능을 계산하는 것이 중요하다. 이에 본 연구에서는 기존 설계된 단면에 대해 터빈 자중에 의한 대변위 효과를 고려하여 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석결과, 터빈 자중에 의한 대변위 효과로 인하여 풍력타워의 실 모멘트 저항 성능 감소분이 상당하며, 안전한 풍력타워의 설계를 위해서는 대변위 효과가 반드시 고려되어야 함을 알 수 있었다.

고강도 그라우트재가 적용된 해상 풍력 발전 타워 자켓-파일 연결부의 설계를 위하여, 국외 해상풍력발전 타워 설계기준에서 제공하고 있는 그라우트 연결부 설계기준을 검토하였다. 해상 풍력 발전 타워 자켓-파일 기초의 연결은 sleeve의 내측과 파일의 외측에 링 모양의 전단키를 설치하고, 그 사이를 모르터로 채워 연결하는 방식으로 적용된다. 현재 DNV-OS-J101 및 NORSOK 등의 설계기준에서는 모노파일의 연결부 형식과 자켓-파일 연결을 모르터를 이용한 연결방법으로 설계기준이 정립되어 있으나, 설계기준별로 추천하고 있는 그라우트재의 강도는 상이하다. 본 연구에서는 콘크리트의 압축강도(fck), 전단키의 높이(h), 전단키의 간격(s) 및 그라우트 간격(tg)에 따른 연결부의 강도를 분석하기 위하여, 재료비선형 유한요소해석을 이용하여 구조적 거동분석을 수행하였다. 전단키의 간격에 따른 모르터와 전단키의 파괴양상을 확인하였으며, 이를 설계기준에서 제시하고 있는 강도와 비교하였다. 해석 결과를 이용하여 설계기준에서 제시하고 있는 전단키의 간격별 파괴모드와 유한요소해석결과의 파괴모드를 비교분석하여, 고강도 그라우트재의 적용성을 평가하였다.

신재생 에너지에 대한 세계적인 관심이 증대됨에 따라 풍력발전시장의 성장 및 대형화 또한 지속적으로 이루어지고 있으며 이에 대한 구조적 특성 분석 및 해석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 풍력발전타워의 형식 가운데 가장 많이 이용되고 있는 원형 강관타워는 여타 토목구조물에 비해 상대적으로 간단한 모델로 구성되지만 구조물의 특성 상 불규칙적인 동적하중이 지속적으로 작용하며 이에 대해 적절한 동적 거동 분석이 필요하다. 구조물의 해석에 있어 정밀한 해석모델을 이용한 해석은 간단한 모델의 그것에 비해 정밀한 결과를 보일 수 있지만 상대적으로 많은 노력과 시간을 요구한다. 효율적인 구조해석을 위해 해석에 사용되는 모델은 가능한 한 간단해야 하지만 구조물의 특성을 반영하지 못 할 정도로 지나치게 간소화해서는 안 된다. 원형 강관 풍력발전타워에 대한 구조해석은 쉘 요소 및 보 요소를 통해 많은 연구가 진행되고 있으며 보 요소 모델에 대한 해석의 편의성을 이용한 해석 시 Tapered 쉘 요소를 주로 Stepped-Beam으로 묘사하여 해석에 이용한다. 본 연구에서는 원형 강관 풍력발전타워의 모델링 방법에 따른 동적 거동을 분석하고 간소화 모델에 대한 구조물의 특성 반영정도를 검토하였다.

In this study, bond performance of grouted joint with high performance cement grout was verified. The grout which the compressive strength of grout was over 120MPa. was applied for wind turbine tower connections. From the results, the connection joint using high performance grout has sufficient bond strength.

최근 화석 연료의 사용에 따른 문제들로 인해 다양한 그린 에너지들이 주목 받고 있다. 그린 에너지의 한 종류로써 풍력 발전의 원동력인 바람은 육상에서 보다 해상에서 양질의 값이 관측된다. 또한, 부지확보, 소음, 전자파와 같은 육상 풍력 발전의 문제점을 해결할 대 안으로써, 또한 더 효율적인 풍력 발전을 위해 해상 풍력 발전의 개발이 주목받고 있다. 이에 따라 해상 풍력에 대한 많은 연구들이 수행되고 있다. 풍력 타워가 해상으로 진출함에 따라 해상 풍력 타워는 점차 거대해지고 있다. 따라서 풍력과 파력을 견뎌내기 위한 안정성이 요구되고 있다. 본 연구에서는 p-y 관계를 이용해 다층 지반의 기초에 작용하는 외력을 계산하였다.

Wind Turbine Tower takes about 26.3% of overall wind turbine cost. So tower shell design is very important part. When designing tower eigenfrequency, strength analysis, fatigue strength analysis, buckling analysis and flange connection analysis have to considered. This paper contains procedure of tower analysis and compare ABAQUS result with design specification

For the optimized design of the wind turbine tower, demonstrate the superiority of ability to resist the lateral load on the ICH-CFT, i.e. ability to resist the moment, compared to Steel Tubular Type that is mainly used in the existing, by using P-M Diagram

In this paper, we analyze the lateral behavior of a jacket substructure for offshore wind turbine embedded in sandy soil, and identify the differences of results by soil modeling methods that are fixed end method, coefficient of subgrade reaction method, coupled matrix method, and p-y, t-z, q-z curve methods.

This study estimated extreme wind speed by means of national wind map, provided by Korea Institute of Energy Research, to sustain the wind towers’ structural stability that is required for the production of mass wind power. The number of research object regions is three in the East, West and South seas. Meteorological resource data were calculated by dividing the data into the various reference periods. In addition, Gumbel distribution method and Extreme Wind Speed Model (EWM) indicated in IEC 61400-3 were adopted to measure the extreme wind speed. In conclusion, it is discovered that the more suitable Gumbel distribution method is to secure the stability of wind towers.

Measuring displacement data is very useful as it can be applied to static, quasi-static, and dynamic behavior of structures. GNSS system is used to measuring displacement of structures. In this study, test bridge model was made to evaluate GNSS singnal characteristic.

본 연구에서는 풍력발전기 타워의 효과적인 상태 모니터링을 위하여 타워의 고유진동수 및 모드형상을 이용한 손상추정기법을 제안하였다. 풍력발전기에 대한 동력학 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 타워의 거동을 시뮬레이션하고 결과를 이용하여 타워의 모드특성을 추정하였다. 다양한 손상에 의한 타워의 고유진동수와 모드형상의 변화를 모드특성 추정 프로그램을 이용하여 해석적으로 구하여 훈련패턴을 생성하고 이를 이용하여 신경망을 훈련시켰다. 복수 손상 경우를 포함한 10가지 손상경우에 대한 모드특성을 훈련된 신경망에 입력하여 손상을 추정하였으며, 모든 손상 경우에 대하여 비교적 정확하게 손상위치와 손상정도를 판정할 수 있었다. 단, 미소 손상의 경우 손상정도가 약간 과소평가되는 경향을 보였으나 손상위치는 합리적으로 추정됨을 알 수 있었다. 향후, 미소 손상 추정결과의 정확성을 개선하고, 실험을 통하여 제안된 기법을 검증할 계획이다.

본 논문에서는 가장 일반적인 해상풍력구조물의 동적거동해석을 위해 실제 해양환경에 유사한 하중을 모형화 하고 지반의 종류에 따른 경계조건을 주어 다양한 지반에서의 동적거동을 파악하고 내진에 대한 안정성을 검토한다. 지지조건은 기초부 강성을 고려하기 위해 등가 스프링 모델을 사용한다. 지지구조물에 작용하는 해양환경은 파랑, 조력을 설계기준에 따라 모형화하여 구조물에 적용하였고 이 중 가장 큰 파랑하중의 경우, 에너지스펙트럼을 이용하여 불규칙 파랑하중을 시간이력으로 적용하였다. 타워에 작용하는 하중은 풍하중 및 블레이드의 추력으로 설계기준에 따라 모형화 하여 적용하였다. 연구를 통해 실제에 근사한 해상풍력구조물과 하중을 모형화하여 지반의 강성, 구조물의 종류 등 주요요인을 달리하여 해석한 결과 구조물의 거동이 이들의 변화에 큰 영향을 받음을 확인하였고, 이에 따른 안정성을 검토했다.

본 연구에서는 효과적인 풍력발전기 블레이드의 상태 모니터링을 위하여 대표적 손상형태 중 하나인 로터의 질량 불균형으로 인한 이상상태를 감지할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 위하여 수평축 3-블레이드 풍력발전기를 대상으로, 블레이드 1개의 질량을 증가시키면서 로터의 질량 불균형 조건을 구현한 후 전체 풍력발전기에 대한 동력학 시뮬레이션을 수행하였다. 질량불균형이 발생하면 부가질량에 의한 원심력에 의하여 나셀의 로터 회전축에 대한 횡방향 진동이 발생하고, 부가 질량의 크기가커질수록 나셀 횡방향 진동의 진폭이 거의 선형적으로 증가함을 알 수 있었다.