The object of research is based on 1.5 MW wind turbine blade. This paper has carried out the aerodynamic shape optimization design of wind turbine blade. Based on the aerodynamic basic theory of wind turbine blade design and combined with particle swarm optimization algorithm(PSO), the design optimization model of the aerodynamic shape of blade is established. Through this study, the optimization results of the angle inducing ′ and tangential inducing  were obtained. The calculation programs are written and calculated chord length and torsion angle of the blade used by ′ and . The calculation result for the optimized wind turbine was 1.38 MW when the wind speed was 16 m/s. The 8 % error could be considered as an engineering acceptable error and the calculated values can be proved the correctness of the design value.

PURPOSES :The purpose of this study is to perform a reliability analysis of the proposed wind load combination which governs the design of support structures of subsidiary road facilities, and to evaluate whether the target reliability of the design is satisfied.METHODS :The statistical estimation method is applied and the design period of the support structure is used to obtain the statistical property of the wind load. In addition, the statistical properties of the strength of support structures are obtained from a literature review and simulation study. Actual support structures are designed by the proposed load combination and are used as the examples to examine if the target reliability is obtained.RESULTS :The result of the reliability analysis performed by using the statistical properties of load and resistance for the support structure in this study indicates that the proposed wind load combination satisfied the target reliability index of the design. Also, the convenience of the design is achieved by adopting the same design wind velocity given in the bridge design code by applying the wind velocity ratio defined for the design period of the support structure.CONCLUSIONS :It is presented that the design using the wind load combination proposed in this study achieved the target reliability index and the design wind load for different design periods can be conveniently defined by applying the velocity ratio proposed in this study.

The retractable roof structure is used in various fields and it is classified for steel retractable system and soft retractable system. For the domestic industry, it is in the initial phase now and the demand of the retractable roof structure is expected to increase in the future. Therefore, this paper is classified for steel retractable system and soft retractable system from the retractable roof structures in overseas to survey and analyze the cases of wind velocity on retractable roof structure in Japan that uses the same wind velocity criteria like Korea regarding the open-close time and average open-close time for retractable roof area.

The object of research in Based on 1.5MW wind turbine blade. This paper has carried out the aerodynamic shape optimization design of wind turbine blade. Based on the aerodynamic basic theory of wind turbine blade design and combined with particle swarm optimization algorithm, the design optimization model of the aerodynamic shape of blade is established. The calculation programs are written by use of MATLAB and calculate chord length and torsion angle of the blade. Then the shape of wind turbine blade is obtained. As research we can know that the chord length is decreased after optimization design of wind turbine blade, The optimized blade not only meets the actual manufacturing requirement, but also has the largest wind energy utilization coefficient.

An outrigger damper system has been proposed to reduce dynamic responses of tall buildings. In previous studies, an outrigger damper system was optimally designed to decrease a wind-induced or earthquake-induced dynamic response. When an outrigger damper system is optimally designed for wind excitation, its control performance for seismic excitation deteriorates. Therefore, a smart outrigger damper system is proposed in this study to make a control system that can simultaneously reduce both wind and seismic responses. A smart outrigger system is made up of MR (Magnetorheological) dampers. A fuzzy logic control algorithm (FLC) was used to generate command voltages sent for smart outrigger damper system and the FLC was optimized by genetic algorithm. This study shows that the smart outrigger system can provide good control performance for reduction of both wind and earthquake responses compared to the general outrigger system.

최근 구조물이 장대화됨에 따라 풍하중의 중요성이 대두되고 있으며, 풍속에 영향을 미치는 지표조도 및 지형에 의한 할증효과를 합리적으로 반영한 기본풍속 산정절차에 대한 가이드라인의 필요성이 증대되고 있다. 국내의 많은 설계기준에서는 기본풍속 산정에 대한 절차를 제시하고 있으며, 전국의 기본풍속 지도 또는 표를 제공하여 이를 사용하도록 하고 있다. 하지만 제시된 기본풍속의 산정 방법 및 사용데이터는 풍속을 평가함에 있어 반영해야 하는 부분 중 일부만 반영하거나, 도로교설계기준(MOLTMA, 2010)의 경우 불분명한 실정이다. 본 연구에서는 국내의 설계기준에서 제시하고 있는 전국 기본풍속에 대해 한계점을 분석하였다. 또한 이러한 문제를 개선하기 위해 지표조도 및 지형할증의 영향을 반영한 기본풍속 산정절차에 대한 가이드라인을 제시하였으며. 이 절차에 따라 전국 15개 지점의 기본풍속을 산정하여, 도로교설계기준에서 제시하고 있는 기본풍속과 비교하였다.

매년 증가하고 있는 풍해에 대한 대책으로서의 내풍설계는 필수적이다. 사과나무 지주시스템의 내풍설계를 위해서는 우선적으로 사과나무에 작용하는 풍하중을 파악해야 하고, 이를 위해서는 사과나무의 항력계수 산정이 필요하다. 기존 항력계수 산정 방법에서 발생할 수 있는 실험적 오차 등의 문제점을 보완하고자, 하중 측정 장치의 제작을 통한 풍하중 직접 측정 및 이를 통한 항력계수의 역추정 과정을 수행하였다. 풍속이 증가할수록 항력계수는 감소하며 점차 수렴하는 경향을 나타냈으며, 풍속 30m/s 일 때, 전면적 기준 약 0.176, 순면적 기준 약 0.356 의 값을 갖는 것으로 나타났다.

현재 사용되고 있는 대부분의 풍진동해석법은 진동수영역의 스펙트럼 해석법에 기초하고 있다. 스펙트럼해석법은 하중 및 응답의 위상각을 무시하게 되며 그에 따라 병진방향 및 비틀림 방향의 모드 응답조합이 어려워질 수 있다. 본 연구에서는 일반화 밑면 모멘트 스펙트럼밀도함수로부터 재생된 풍하중 시간이력을 이용하여 병진, 비틀림 방향이 연계된 구조물의 응답을 해석하는 시간이력 해석법에 대해서 다룬다. 제시된 시간이력 해석법의 적용성을 검토하기 위하여 직사각형 평면을 가지는 40층 규모의 구조물을 대상으 로 해석을 수행하였다. 수치해석결과에 의하면, 시간이력해석법에 의하여 질량중심으로부터 멀리 떨어진 곳의 비틀림 모드에 의한 응답특성을 파악할 수 있었으며, 병진방향과 비틀림방향 모드 응답의 조합에 의하여 보다 정확한 응답예측이 가능한 것을 알 수 있었다. 또한 해석된 응답을 이용하여 사용성능 및 처짐 성능평가를 수행할 수 있기 때문에 예비설계 단계에서 보다 정밀한 내풍 성능평가가 가능한 것을 알 수 있었다.

Recently, wind power has received attention as one of remarkable renewable energy resources, and worldwide researches about wind power are actively being proceeded. Wind turbine tower has a major role for safety in the wind turbine systems. It is necessary for design tower structure to consider various environmental conditions. Earthquake, as one of the such environmental loads, is ground motion that applied to bottom of the tower structure and has a possibility of critical effect to the wind tower structure. There are various ways for seismic analysis, but design specifications that are in use do not suggest detailed method for seismic analysis. In this study, seismic responses are analyzed through different ways and the adequacy of seismic design methods is examined.

인삼은 반음지성 식물로 해가림을 위해 지붕 및 벽에 해가림막 시설이 필요하다. 하지만 해마다 강해지는 강풍이나 태풍으로 인해 많은 농가시설물이 피해를 입고 있으며, 특히 인삼재배시설의 경우 시설물이 길게 하나로 연결되어 있어 피해가 크다. 이러한 피해를 방지하기 위해서는 인삼재배시설에 가해지는 풍하중을 평가하여 그것에 견딜 수 있도록 내풍설계를 해야 한다. 이 연구에서는 관행식과 후주연결식 인삼재배시설의 구조골조에 대한 풍하중을 산정하기 위해 필요한 지붕 및 벽 해가림막의 순압력계수를 풍동실험을 통해 정량적으로 평가하였다. 이 연구결과는 인삼재배시설에 대한 내풍설계의 기초자료가 될 것이다.

농업 관련 시설물의 풍하중을 산정하기 위해서는 우리나라 각지에서의 기본풍속이 필요하다. 그러나 농업 관련 시설물의 내풍설계를 위한 기본풍속은 기준으로 정해져 있지 않다. 이 논문은 농업 관련 시설물이나 기타시설물에 대한 풍하중 평가를 위한 재현기간 30년, 50년 기본풍속도를 제안한 것이다. 우리나라는 1970년대 이후 급속한 산업성장으로 도시화가 급격히 진행되어 지표면상황이 변하였고, 최근에는 지구온난화로 인한 이상기후로 인해 태풍 등의 강도가 증가하는 추세를 보이고 있다. 따라서 이러한 현상들을 반영할 필요가 있다. 풍속자료는 최근 40년간(1973년~2012년) 전국 69개 기상관측소의 10분간 평균풍속의 연최대값을 사용하였고, 기상관측소가 위치한 주변지역의 지표면상황을 반영해 지표면조도구분을 판정하여 지표면조도구분 C인 평탄지형 지상 10m 높이의 풍속으로 균질화한 후 Gumbel적률법에 의해 재현기간 30년, 50년 풍속을 추정하였으며, 그 값에 근거하여 우리나라지도에 등풍속선을 2m/s 간격으로 그려 기본 풍속도를 완성하였다. 본 연구에서 제시한 기본풍속도는 농업 관련 시설물이나 기타시설물의 풍하중을 산정할 때 유용하게 활용할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 초고층 건물의 풍동실험에서 얻어진 풍하중에 대하여 모드에 기초한 풍응답 해석을 수행하여 사용성을 검토하고, 목표 응답수준을 획득할 수 있는 수동 및 능동 질량형 장치의 예비설계까지 수행 가능한 프로그램을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램을 실제 초고층 건물의 풍동실험결과에 적용하여 TMD와 AMD의 설계를 수행하였으며, 가속도 응답과 질량체 이송거리를 중심으로 결과를 비교분석하였다. TMD와 AMD 모두 요구되는 응답 수준을 만족하는 최소의 질량체를 사용하는 경우 질량체 이송거리가 증가하는 문제점이 발생하였다. 특히 AMD는 TMD 보다 적은 질량체로도 사용성 기준을 만족하는 응답수준을 획득할 수 있다는 장점이 있었으나, 질량체의 이송거리가 지나치게 커지는 문제점이 있으며, 고주파통과필터와 같은 부가적인 이송거리 저감대책이 요구된다.

This research is to study on the optimum design of the wind power generation blade with three different shapes of the wind turbine blade and three air input speeds (7, 10, 15m/s). In order to perform this numerical analysis, velocity, pressure, and temperature distributions of fluid over the flow domain of the turbine blade and also pressure coefficient and ratio of the Lift to Drag force are numerically calculated for the best design shape of blade using commercial CFD code. Finally, the energy-efficient and optimum shape of the wind turbine for power generation are determined with the sequence of case1, case2, and case3.

In the case of the current ICH RC wind power tower, the design method is getting quite complicated especially if it gets higher. So we, based on the previous basic cross section designs of ICH RC wind power tower, have mapped out the tower structures considering the correlation between their heights and diameters in this research. The cross section dimensions along the tower height were designed according to recommendations of ‘Design Criteria for Concrete design (2012).’ The cross sectional diameter of the wind tower decreases as its location is higher, and this decreasing diameter accorded with the decreasing bending moment. All designed cross sections and tower modules were evaluated of their bending moment capacities and compared with the design moment. The analysis results and comparisons showed that all designed modules satisfied their required capacities.

Internally confined hollow reinforced concrete (ICH RC) wind power towers were designed for various turbines sizes. Their cross sections were designed to have equal diameters to those of general steel wind power towers corresponding 3.6MW and 5.0MW turbines. And also, the sections with the average diameter of 3.6MW and 5.0MW turbines were designed. For the determined diameters, several cross sections were designed for various hollow ratios. The designed sections were set to have almost equal longitudinal reinforcement ratios. The performance analyses for the designed cross sections were carried out and the analysis results showed that the ICH RC wind power tower had enough strength for the required design loads.

상반전 풍력터빈은 설계와 성능 관점에서 최근 각광을 받기 시작하고 있다. 본 논문은 NREL S822, S823을 이용하여 설계 및 모델링한 상반전 풍력터빈에 대해 연구를 수행하였다. 본 논문은 수치해석 기법을 통하여 단일 풍력터빈과 상반전 풍력터빈을 각각 설계하고, 그 성능을 다양한 조건에서 비교하고자 하였다. 그 결과 상반전 풍력터빈은 단일 풍력 터빈에 비해 TSR 3~5 영역에서 보다 높은 성능계수를 나타냈으며, 그 보다 더 높은 TSR 영역에서는 낮은 성능계수를 나타내었다. 이것은 로터 상 하류의 간섭의 간섭 때문이며, 또한 본 연구에서는 낮은 영역의 TSR에서 운전되는 상반전 풍력터빈의 유효성을 함께 보였다.

인삼은 반음지성 식물로 해가림을 위한 해가림막 시설이 필요하다. 하지만 해마다 강해지는 강풍이나 태풍으로 인해 많은 시설물이 피해를 입고 있으며, 특히 인삼재배시설의 경우 시설물이 연결되어 하나의 단지를 이루고 있어 피해가 크다. 해가림막은 차광을 위한 것이지만 바람이 투과하는 재질로 이루어진 것도 있어 강풍에 의해 바람이 투과 하는지 아닌지를 판단할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 인삼재배시설의 대표적인 두 가지의 설치유형(관행식, 후 주연결식)을 고려하여 모형을 재현하였다. 그리고 먼저 열선풍속계를 이용하여 투과실험을 선행한 후 다점풍압계를 이용하여 본 실험을 수행하여 인삼재배시설의 골조용 풍압분포 특성을 규명하였다. 실험 결과는 인삼재배시설의 설치유형에 따라 하방향 순압력계수와 상방향 순압력계수로 나누어 그래프로 정리하였다.