[논문]해상풍력시스템의 기초침하에 관한 연구

서동일; 신성렬; 임종세; 윤지호; 장원일

doi:10.5916/jkosme.2007.31.8.1020

해상풍력시스템의 기초침하에 관한 연구
A Study on Subsidence of Offshore Wind Power System Foundation 원문보기

한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering, v.31 no.8, 2007년, pp.1020 - 1027

서동일 (한국해양대학교 해양개발공학부) , 신성렬 (한국해양대학교 해양개발공학부) , 임종세 (한국해양대학교 해양개발공학부) , 윤지호 (한국해양대학교 해양개발공학부) , 장원일 (한국해양대학교 해양개발공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

As a national enterprise has been expanded over and over, the worldwide energy consumption has been growing necessarily. Moreover, as recently energy spendings are on the increase in countries such as BRICs, it has resulted that a rise in the price of both oil and mineral resources and instability between supply and demand become serious issue in the world resources market. The recent high price of oil and mineral resources have a deep influence on economy and threaten energy security and even national prosperity of Korea. In addition to these, exhaustion of fossil fuels and the enhanced greenhouse effect which results from gases emitted as a result of fossil fuels has been in serious questions which occur a great deal of effort to secure clean energy resources all around the world. As it is considerably possible for Korea that the Kyoto protocol may come into effect on and after 2013, it is essential to require the technological development to promote energy efficiency as well as to develope safe and renewable energy resources. The wind energy technology which converts kinetic energy into electrical energy has been in the focus of the world's attention. In this study, two-dimensional numerical analyses were conducted to observe subsidence aspects of the sea bottom on differently applied loads and various ground conditions.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

크 .기에 따라 각각의 해저지반 침하양상을 파악하고자 하였다.
침하의 양상은 비슷하지만, 침하량에서 상당한 차이가 발생하고 침하 발생영역 역시 차이가 나는 것을 확인하였다. 따라서 탄소성해석으로 본 논문을 진행하였다.

가설 설정

바와 같다. Soil 1은 한국도로공사에서 제안한 토사지반의 물성을 사용하였으며 Soil2, Soil 3, Soil 4는 Soil 1지반의 탄성계수의 1/2, 1/5, 1/10으로 가정하였고 포아송비는 0.25로 통일 하였다. 풍력발전의 생산 전력량(MW)에 따라 달라지는 하중의 크기에 따른 해저지반침하 양상을 분석하기 위해 하중의 크기는 국내에서 현재 생산되고 있는 육상 풍력시스템의 하중 데이터를 기초로 하여 각각 1배, 3배, 5배로 가정하였다.
적용 하중은 콘크리트 자중 기초로 가정하여 모델의 상부 중앙에 10m의 길이로 하중을 적용하였다.
25로 통일 하였다. 풍력발전의 생산 전력량(MW)에 따라 달라지는 하중의 크기에 따른 해저지반침하 양상을 분석하기 위해 하중의 크기는 국내에서 현재 생산되고 있는 육상 풍력시스템의 하중 데이터를 기초로 하여 각각 1배, 3배, 5배로 가정하였다. 2차원 해석에 사용된 변화 조건을 정리하면 Table 2와 같다.

제안 방법

1.0MW의 풍력발전 구조물의 하중은 171.6ton 으로 table 2에 제시한 해저지반 조건으로 침하의 양상을 검토하였다.
Soil 2, Soil 3, Soil 4의 탄성 계수는 각각 Soil 1의 탄성계수의 1/2, 1/5, 1/10로 가정하였으며, 하중의 크기를 전력생산량에 따라 171.6ton, 514.8ton, 858.0ton을 가하였을 때 하중의 가운데에서 발생하는 해저지반의 침하발생량을 검토하였다.
의한 지반침하이다. 그러므로 본 연구에서는 유한차분법에 근거하여 작성된 지반 해석용 프로그램인 FLAC-2D를 사용하여 해저지반의 침하양상을 모사하였다. 해석에 사용된 해석요소망은 Fig.
본 연구에서는 해상구조물의 기초에 대한 이론적인 내용과 유한차분 프로그램인 FLAG 2D를 이용하여 다양한 지반조건을 모델링하고 작용하중의 크 .기에 따라 각각의 해저지반 침하양상을 파악하고자 하였다.
탄성해석으로 지반침하 양상을 올바르게 얻을 수 있는지 알아보기 위해 동일한 조건에서 탄성해석과탄소성해석을 실시하여 그 결과를 비교하였다.

대상 데이터

해석 대상 지반은 높이 40m, 폭 40m의 정사각형으로 모델링하였으며 중앙을 중심으로 각각 다른 물성값을 가지는 지반을 적용하였다. 적용 하중은 콘크리트 자중 기초로 가정하여 모델의 상부 중앙에 10m의 길이로 하중을 적용하였다.

성능/효과

[2] Soil 1로만 구성된 지반에 하중을 가했을 경우 좌우 대칭으로 침하가 발생하였으나 이방성 지반에 하중을 가했을 경우 소성변형의 발생으로 두 지반의 물성치에 따라 각각 다르게 침하가 발생하였으며, 결국 두 지반의 경계면에서 전단파괴가 발생 하였다.
〔1〕Soil 1로 이루어진 지반에 171.6ton의 등 분포하중을 10m의 길이로 가할 경우, 하중이 가해진 부분에서 약 15m깊이까지 급격한 침하 경향을 나타나며 그 이하의 지층에서는 그 영향이 아주 미세하게 나타남을 확인하였다.
〔3〕171.6ton, 514ton, 858.0ton의 순으로 각각 다른 하중을 지반에 적용한 결과 하중의 크기가 증가함 따라 침하발생량이 증가하였으며 해저지반의 상태에 따라 최소 약 1.6cm에서 최대 16cm까지 발생하였다.
8은 각각 탄성해석과 탄 소성해석을 통한Soil 1의 침하양상이다. 침하의 양상은 비슷하지만, 침하량에서 상당한 차이가 발생하고 침하 발생영역 역시 차이가 나는 것을 확인하였다. 따라서 탄소성해석으로 본 논문을 진행하였다.

참고문헌 (6)

경남호, '해상풍력발전기술', 한국태양에너지학회 Vol.3, No.3 pp. 56-68, 2005
Musial, W.; Butterfield, S.; Ram, B., 'Energy from Offshore Wind: Preprint', 2006
Henrik Stiesdal, 'Middelgrunden Offshore', A newsletter for customers and business associates, 2001
Offshore Wind Energy and Industrial Development in the Republic of Ireland, SEI, 2004
Support Structures for Offshore Wind Turbines, DNV, http://www.dnv.com/
David Quarton, Float-Technical and economic feasibility of a floating wind turbine, energetics , http://www.energetics.com/meetings/deepwater/pdfs/presentations/session4/davidquarton.pdf

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증