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문제 정의
- 본 연구에서는 대형화되는 풍력발전타워의 모델 형태에 따른 합리적인 공진회피 설계를 위해, 타워의 플랜지 접합부, 경계조건, 요소형태에 따른 고유진동수 특성에 대한 분석을 수행하였다.
- 풍력터빈타워의 모델링에 있어 위와 같은 타워부의 세부적인 요소들에 대한 무게를 타워의 단위중량에 일괄적으로 포함시켜 해석하는 것이 그렇지 않은 모델에 비해 어떠한 차이를 보이는지 분석해 보기로 한다. 페인트나 용접부는 플랜지와 볼트의 무게에 비해 무시할 수 있을 정도로 적다고 가정하였고 타워 1/3부근에 두 개의 플랜지를 모사하여 기존의 증가된 강재 단위중량으로 인해 타워부에 포함된 무게를 분리시킨 모델을 활용하여 해석을 수행하였다.
- 본 연구에서는 풍력발전타워의 모델링에 따른 고유진 동수의 특성에 대해 분석해 보았으며 모델링 방법의 차이가 해석결과에 다양한 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.
가설 설정
- NREL 5MW급 Wind Turbine의 상부구조물의 총 중량은 350톤이며, Blade와 Hub, Nacelle로 이루어져 있다. 이를 지지하는 Tower구조물은 총 길이 87.6m이며, 해석에 사용되는 모델은 Tapered Shell형태로 가정한다.
- 풍력터빈타워의 모델링에 있어 위와 같은 타워부의 세부적인 요소들에 대한 무게를 타워의 단위중량에 일괄적으로 포함시켜 해석하는 것이 그렇지 않은 모델에 비해 어떠한 차이를 보이는지 분석해 보기로 한다. 페인트나 용접부는 플랜지와 볼트의 무게에 비해 무시할 수 있을 정도로 적다고 가정하였고 타워 1/3부근에 두 개의 플랜지를 모사하여 기존의 증가된 강재 단위중량으로 인해 타워부에 포함된 무게를 분리시킨 모델을 활용하여 해석을 수행하였다.
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