본 연구에서는 풍동실험을 통해 345kV급 송전철탑에 작용하는 공기력계수를 측정하고 IEC-60826 기준과 비교하였다. 이를 위하여 본체와 크로스암을 포함한 총 6개 세그먼트로 분리될 수 있는 축척 1:25인 강체 모형을 제작하였다. 그리고 다양한 바람 수평 입사각에 대하여 철탑 전체 및 각 세그먼트에 작용하는 공기력을 측정하였다. 풍동실험 결과를 보면, 전체 철탑에 작용하는 공기력계 수가 IEC 기준치와 비교하여 수평입사각의 변화에 따른 경향이 잘 일치한다. 그리고 IEC 기준치가 풍동시험치보다 전반적으로 약간 커서 안전측의 결과를 제공하고 있다. 송전철탑을 구성하는 세그먼트 중에서 철탑본체에 작용하는 공기력계수는 풍동실험치가 설계기 준치보다 작았다. 하지만 철탑 크로스암에서는 풍동실험치가 설계치를 약간 넘는 경우가 일부 나타났다. 이를 볼 때 기존 설계기준은 철탑본체에 대해서는 안전측의 결과를 제시하나, 일부 바람 입사각에서 크로스암에 작용하는 공기력은 과소평가할 가능성이 있는 것 으로 판단된다.

This study investigates dynamic characteristics of a 2MW wind turbine structure by long-term response monitoring with accelerometers, tiltmeter and strain gauges. The object wind turbine structure is located in Jeju Island, Korea. The natural frequency and damping ratio were evaluated by least-square frequency domain decomposition and random decrement technique using acceleration response data. As a result, it was found that natural frequencies with 1st, 2nd and 3rd modes, and blade passing frequencies with 1P, 2P and 3P were clearly showed from power spectral densities of acceleration reponses. Furthermore, 1st model frequencies were almost constant with increase in standard deviations of acceleration responses. Another notable observation was that when standard deviations of acceleration responses were small, damping ratios showed to diverge. However, when standard deviations of acceleration responses had large values, damping ratios were converged to about 0.5%.

Vortex-induced vibration and instability vibration of tall buildings are very important fluid-structure interaction phenomenon, and many fundamental questions concerning the influence of body movement on the unsteady aerodynamic force remain unanswered. For tall buildings, there are two experimental methods to investigate the characteristics of unsteady aerodynamic forces, one is forced vibration method and the other is free vibration method. In the present paper, a free vibration method was used to investigate the unsteady aerodynamic force on tall building whose aspect ratio is 9 under boundary layer simulating city area. Wind pressures on surfaces and tip displacements were measured simultaneously, and the characteristics of tip displacements and generalized forces were discussed. It was found that variation of across-wind displacements showed different trend between the case when wind speed increases and wind speed decreases, and the fluctuating generalize forces in across-wind direction of vibrating model are larger than that of static model near the resonant wind speed and approach to the static value. And for higher wind speed range, there were two peaks in across-wind power spectra of generalize forces of vibrating model, which means that two frequency components are predominant in unsteady aerodynamic forces.

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.

본 연구에서는 단기간 관측된 현장 풍속과 기상관측소 장기 풍속의 상관관계를 이용하여 불확실성을 고려한 풍력에너지 추정 방법과 이에 필요한 변수들의 확률모형을 제시하였다. 해석 예제로 광양만의 풍력에너지와 그 확률분포를 추정하였다. 그 결과를 보면 본 연구에서 추정한 연간전력생산량은 특정한 값이 아닌 평균을 중심으로 산재한 확률분포를 구성하고 있으므로 불확실성을 표현하는데 적합하다고 판단된다.

이 연구에서는 풍력-태양광 하이브리드 가로등 구조물에 대한 동적 응답을 계측하여, 서로 다른 터빈을 적용하였을 때의 진동 특성 및 공진현상을 비교하였다. 2엽 및 3엽 풍력터빈을 적용하였으며, 하이브리드 가로등이 가지고 있는 진동 특성은 가동 중인 조건에서의 동특성과 가진력을 비교하여 분석하였다. 최근 제안된 방법을 통해 가속도 계측자료를 이용하여 변위 응답을 추정하였고, 2엽 풍력터빈을 적용한 경우 동적 변위 응답의 진폭은 공진 하의 조건에서 4~6cm 범위에 있고, 3엽 풍력터빈을 적용한 경우에는 공진이 발생하지 않아 변위는 2mm 이내로 제한됨을 알 수 있었다.

도서지역에 대한 에너지공급시스템의 다양화를 위해서는 지역 내에 풍부한 자연에너지 활용이 필요하고 이를 통해 도서주민의 생활환경 개선이 가능하다. 이에 본 연구에서는 지역에 특화된 자연에너지를 이용한 전력공급시스템을 제안하기 위한 기초자료 구축을 목적으로 통영-남해 해역에 위치한 4개 섬의 풍력과 일사량을 1년간 (2010년 11월~2011년 10월) 실측하여 발생 특성을 파악하고 활용가능성을 비교 평가하였다. 본 연구의 성과를 정리하면 다음과 같다. 풍향별 발생 빈도수를 이용하여 작성한 바람장미로 부터 4개 섬의 풍향 특성이 크게 다르다는 것을 알았다. Rayleigh 속도확률분포를 이용한 평가에 따르면 KR섬과 SS섬은 2~5m/s의 바람이 많이 불지만, SR섬과 YJ섬은 2m/s이하의 저속 바람의 발생 확률이 매우 높은 것으로 분석되었고, 4개 섬 각각의 풍력발전량에는 큰 차이가 있었다. 4개 섬 모두에서 최대 일일 일사량은 2011년 7월에 발생하였지만, 평균 일일 일사량은 2011년 4월이 가장 컸다. 또한 월별 누적 일사량의 경우 2011년 4월이 가장 많았고, 2010년 12월 가장 적었다.

This paper proposes an efficient measurement system for the velocity and direction of the wind using the dual rotor wind power generator in vessel. Conventional digital measurement system recognizes the direction and the velocity of the wind using the electric compass or synchronous motor and Vane probe method using hall sensors. But each system has its own short-comings: the synchronous motor has a larger measurement error than the magnetic compass and magnetic compass is weak for the external disturbances such as fluctuation of the vessel. To compensate these short-comings, this paper proposes a new compensation algorithm for the fluctuation errors according to the external interference and the unexpected movement of the vessel along the roll and pitch directions. The proposed system is implemented with the dual compasses and a synchronous motor. The proposed independent power generation system can be operated by itself and can raise the efficiency of the wind power generation systems of 30 ~ 400 W installed along the vertical and horizontal axes. The proposed system also realizes the efficient and reliable power production system by the MPPT algorithm for the real-time recognition of the wind direction and velocity. An advanced switching algorithm for the battery charging system has been also proposed. Effectiveness of the proposed algorithm has been verified through the real experiments and the results are demonstrated.