대형 해상풍력 터빈을 지지하기 위해 이중관 콘크리트 충전(Double-Skinned Concrete Filled; DSCT) 풍력 타워가 개발되고 연구되고 있다. DSCT 풍력타워는 내·외부 튜브가 존재하고 그 사이가 콘크리트로 채워진 구조로 되어 있기 때문에 대형화하여 시공하기 위해서는 풍력타워의 모듈화가 필수적이며, 연결부는 본체의 성능 이상의 강도를 확보하여야 한다. 본 연구에서는 DSCT 풍력타워의 모듈화를 위하여 소켓형식과 H형 커넥터, 그리고 용접 몰탈 주입형과 같이 3종의 연결부를 개발하고 일체형 DSCT 풍력타워와 비교하여 성능 해석을 수행하였다. 각 개발 연결부에 대하여 정적해석과 동적해석을 수행하였다. 하중 변화에 따른 타워 상단의 변위를 비교하고 횡방향 변위에 따른 최대응력과 각 연결부에 작용하는 응력을 분석하였다. 기존의 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 해석에 의해 산출된 접합형식에 따른 탄성 구간 내 하중-변위 선도가 실험 결과와 유사하게 나타났으며, 상세검토를 위해 추가적인 재료비선형 해석이 필요한 것으로 나타났다.

The organic solvent is used in many industries. Generation of waste organic solvent is continuously increasing. The 2009 years total domestic production organic solvent is in use 21% total designation waste production with 682 thousand tons. processes of a waste organic solvent and management issue is increasing in advanced countries. To resolve this problem, evaluate the characteristics of a batch distillation column purification to propose alternative. Therefore, this study compares a refinement recovery characteristic of simple distillation and 10-stage distillation tower. It grasps a characteristic regarding refinement recovery of the waste organic solvent (Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate)PGMEA which occurred at LCD processes through study of a hundred steps of distillation tower. In this study, the evaluate scale-up separation characteristics difference using 10-stage and 100-stage batch distillation column. The actual process of making a demonstration plant appointed by using waste organic solvents of high purity propose a method for recycling.

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.

화석에너지의 고갈에 따라 신재생에너지에 대한 관심이 증대하고 있으며, 풍력발전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 점차 대형화되고 있는 풍력발전 터빈에 대응하여 내부구속 중공 철근콘크리트(ICH RC; Internally Confined Hollow Reinforced Concrete) 구조를 적용한 풍력타워를 제안하고 설계하였다. 기존의 3.6MW 터빈과 5.0MW 터빈에 대응하는 강재타워와 동일한 외경을 갖는 두 단면과, 두 단면 외경의 평균값을 갖는 외경에 대해 단면설계를 수행하였다. 각각의 단면에 대해 중공비를 50%~90%까지 변화시켜 단면을 설계하였다. 설계된 단면에 대해 재료비선형과 콘크리트의 구속효과를 고려하여 축력-모멘트 상관해석을 수행하고 모멘트-횡변위 해석을 수행하였다. 해석 결과, ICH RC 풍력타워는 강재타워보다 작은 외경으로 요구되는 축강도와 모멘트 강도를 발휘함을 보여주었다.

최근 풍력에너지에 대한 관심과 요구가 증가함에 따라, 강재타워 이외에 콘크리트 풍력 타워 및 합성형 풍력타워에 대한 연구가 진행되고 있다. 해상풍력발전에서는 터빈의 대형화 추세에 맞춰 지지구조인 타워 또한 대형화되고 있으며, 강재 타워의 경우 세장비 증가로 인하여 좌굴 문제가 대두되고 있다. 따라서 대형 터빈에 대응하는 합성형 풍력 타워가 개발되고 있으나, 단일 타워 구조의 경우, 모멘트에 지배되는 풍력타워의 특성상, 모멘트에 대해 안전한 설계를 하게 되면 축하중에 대해서는 과다설계가 이루어지며, 풍하중 및 해양 하중 또한 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 다수의 소구경 합성기둥을 적용한 복합형 풍력타워를 제안하였으며, 각 소구경 합성기둥의 배열에 따라 동일 모멘트 성능을 발휘할 때 기둥 단면적의 변화를 살펴보고, 그 관계를 도시하였다.

최근 일본, 중국 등 주변 국가에서 대규모 지진발생에 따른 라이프라인 시설의 피해로 2차재해가 발생함에 따라 라이프라인 시설의 취약도 및 피해 예측기술 개발을 통해 대규모 지진재난에 대한 피해저감기술 확보가 절실히 요구 되고 있다. 일반적으로 송전철탑은 풍하중설계를 통해 부재단면의 크기를 결정해 왔으며, 풍하중 설계된 송전철탑에 대해 지진하중의 영향을 검토한 결과로부터 이를 입증한 바 있다. 이러한 이유로 국내 송전철탑에 대한 지진하중의 영향평가가 이루어지지 않고 있으며, 내진설계 또한 수행되지 않고 있다. 하지만 전력수요의 증가로 더 효율적인 고용량 송전의 증가에 따라 송전철탑의 규모가 커지고, 중요도 또한 높아졌다. 본 연구에서는 전력시설 중 송전선로의 가공선 지지물인 송전철탑의 지진취약도를 분석하였다. 국내에서 운용중인 송전철탑의 중요도 및 사용성을 고려하여 345kV용량의 송전철탑 중 가장 많이 사용되는 표준각도 철탑에서 두가지 단면형상을 대표단면으로 선정하였다. 강진지역에서 계측된 실측지진파 8개를 이용하여 선형 시간이력해석을 각각 수행하였다. 각각의 지진파는 일반적인 내진설계 기준에 부합되는 PGA값을 포함하여 다양한 PGA가 3축으로 적용되었다. 시간이력해석을 통한 송전철탑의 지진영향평가 결과는 좌굴응력과 항복응력 두 한계상태로 정의하였고, 최우도추정법을 사용하여 지진취약도곡선을 도출하였다. 따라서 송전철탑의 지진취약도 분석은 라이프라인 중 전력시설물의 안전성 및 효율적 관리의 기초자료로 활용될 수 있다.

Finite analysis of tower structure using beam element and shell element. Investigation of collapse mechanism including local and global failure. Verification of analysis model through comparison with actual collapsed tower structure. Propose of analytical ultimate strength of member based on nonlinear analysis of local and partial finite element model.

Finite element analysis using Tower of the beam element. Investigate the mechanisms leg buckling of tower parts. Characterization of the role and behavior of aids and aids to optimize the use of the present one square Envoy maximize workability and economy. The proposed square Envoy existing triangle to reveal that more than reasonable and the absence of nodal wind load compared to the size of history.

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

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.

기후변화로 야기될 수 있는 태양복사에너지의 공간적인 불균형은 수자원을 포함한 전반적인 생태 시스템에서의 에너지 불균형을 초래한다. 따라서 정확한 에너지의 흐름을 이해하기 위하여 정량적인 관측을 목적으로 하는 플럭스 타워가 세계 곳곳에 설치되어 운영되고 있다. 국내의 주요 지역에서도 플럭스 타워를 통안 관측이 실시되고 있는 데, 본 연구에서는 이 중 설마천과 청미천 유역의 플럭스 타워의 자료를 대상으로 수문기상 및 생태학적으로 중요한 역할을 하는 에너지원인 하향 단파 및 장파 복사량과 순복사량을 기존의 연구에서 제안된 물리식을 기반으로 계산하고, 산정된 순복사량과 관측 자료를 비교·검증하였다. 이를 통하여 관측이 미흡한 수문기상인자에 대해 기존의 물리적인 방법의 사용 가능성 및 관측 자료의 활용 가능성을 확인하였다.

일반적으로 송전철탑 부재들의 보강은 적절한 그라우팅재를 활용한 인젝션과 구조 보강재 부착을 이용한 단면 확장에 따른 강성보강 방식을 주로 사용한다. 이와 같은 그라우팅 인젝션 및 단면보완은 주로 축력능력을 확장시키는 데에 의미를 갖는다. 그렇지만 보다 안정적 상태를 유지케 할 수 있는 보강방안이 적극 요구되는데 그 방법은 좌굴에 의해 손상을 받은 부재를 원상태의 길이로 환원시키고, 또한 내부적 보강효과를 동시에 갖는 새로운 부재로 교체하는 것이다. 본 연구에서는 기초침하로 구조적 손상을 받은 송전철탑의 손상회복을 위한 실증적 과정으로 우선 현장에서의 손상도 확인점검과 손상상태 및 회복상태에 대한 수치 해석적 결과를 도출하였고, 새롭게 고안한 잭킹시스템을 이용하여 보강된 부재를 교체하는 과업을 수행하였다. 이 결과는 송전철탑 유지관리의 차원상승 효과를 갖게 한다.

Utilization of the fiber reinforced polymer(FRP) material has been enlarged as a substitution material to the general construction materials having certain long-term problems such as corrosion, etc. However, it could be difficult to apply the FRP material, which has a linear shape generally, to an arch or circle-shaped structure. Therefore, an attempt has been made in this study to develop a device to form a designed cross section of FRP material by pulling out with a curvature. A member of the curved FRP product was successfully produced and then strengthened intake tower by curved FRP members.

해상송전철탑 구조물에 있어서 구조 및 재료 손상에 대해 주기적으로 안전점검을 실시하고, 그 결과를 이용한 수명관리(life management)의 시행은 적극 추천되는 일이다. 본 연구에서는 영흥도 시화호 내에 있는 총 6개의 해상송전철탑에 대해서 강재부재에 대해 3가지, 콘크리트 기초에 대해 5가지, 해수 중 강관파일 및 해수 자체에 대해 4가지 형태의 열화점검을 각각 수행하였다. 강재에 대한 점검 항목들은 외관조사, 부재두께, 도막상태 등에 대한 것이고, 콘크리트 기초에 있어서는 균열형상, 압축강도, 중성화깊이, 염화물 함유량 등에 대한 항목, 그리고 해중 강관파일에 있어서의 전위 및 양극조사에 따른 부식정도, 동영상 촬영 및 해수의 수질환경성 평가 등에 대한 항목이다. 이와 같은 정기적 열화점검은 연속 3년 동안 매년 10월경에 동일위치에 대해 평가하였다. 결과적으로 본 연구에서는 이러한 자료를 체계적으로 활용함으로써 해상송전철탑 안전성 유지관리에 유익하게 적용될 수 있는 새로운 열화지표를 개발하였다.

The shell of form-finding is most important in design procedure of the cooling tower, because the shape of the shell determines the sensitivity of dynamic behavior of the whole tower against wind excitation. The purpose of the study is the investigation of the influences of the geometric parameters of the cooling tower shell on the structural behavior. As a result, a hyperbolic rotational shell with the small radius overall will yield the shell geometry with a higher first natural frequency and thus a wind-insensitive structure. Linearly and nonlinearly numerical analysis are demonstrated influence of the shell-geometric parameters on structural behaviours. The results of this study may be informative for the form-finding of the cooling tower shell.

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.

풍력 발전 타워는 강구조로 제작되고 있으며, 특히 해상 풍력 발전의 경우에는 발전용량의 증가에 따라 타워 구조체 또한 장대화 되는 추세이다. 강조조물의 특성상 좌굴에 취약하며, 장대화 됨에 따라 세장비가 증가하여, 좌굴 및 진동에 취약한 특성을 보이게 된다. 본 연구에서는 신형식 구조체인 이중관-콘크리트 합성 구조(DSCT; Double Skinned Composite Tubular)를 적용한 해상풍력 타워를 제시하고 요구 성능을 만족하는 최적 단면 설계를 제시하였다. 관은 섬유 보강 합성수지(FRP; Fiber Reinforce Polymer)와 강재를 적용한 경우를 모두 고려하였으며, 모두 강관보다 더 작은 직경을 가짐에도 요구 성능을 만족하였다.

전 세계 여러 플럭스네트워크에서 적용되는 에디공분산 기법은 지표와 대기간의 에너지 및 물질의 순환을 모니터링하기 위한 하나의 방법으로서, 기후변화에 따라 가속화 되고 있는 수문학적 인자(증발산 등)의 변화양상을 연구하는 데 유용하게 쓰인다. 그러나 에디공분산 기법은 기본적인 여러 가정 사항(균질한 표면, 난류장 발달, 정상성 등)을 내포하고 있으며, 실제 환경에서 이와 같은 조건을 모두 충족시키기는 어렵기 때문에 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 측정된 자료에 관한 품질관리 수행이 필수적이며, 이를 통한 보다 양질의 자료 생산이 가능하다. 30분 단위로 제공되는 플럭스타워 증발산 자료는 월 평균 약 10% 내외의 결측자료가 발생하는 것으로 알려져 있으며 품질관리에는 결측자료에 관한 보충작업(Gap-filling)이 포함되어야 한다. 세계 여러 플럭스 네트워크에서는 결측자료 보충 방법에 관한 여러 연구가 현재 진행 중에 있으며, 이중에는 주로 미기상학적 인자를 활용한 대체증발산 산정 방법이 채택되기도 한다. 본 연구에서는 국토해양부의 기초 수문자료 구축사업 일환인 KoFlux 네트워크의 설마천(혼효림), 청미천(농경지) 관측지에서 측정된 증발산자료 관한 품질관리를 수행하였으며, Food and Agriculture Organization(FAO)에서 제시한 FAO-56 Penman-Monteith(FAO-PM) 방법을 활용하여 대체증발산 산정하여 결측자료 보충에 관한 연구를 실시하였다. 두 관측지의 미기상학적 인자를 활용하여 FAO-PM 방법에 적용한 결과, 에디공분산 기법으로 산정된 증발산 자료와의 경향성이 뚜렷하였으며 이를 통해 결측자료 보충 방법으로서의 활용 가능성에 대해 파악할 수 있었다.