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제안 방법
- Table 1에 보여지는 Upper Column 직경 12m를 기준으로, 파랑강제력에 의한 RAO를 고려하면서 수선면적(waterplane area)이 작은 Column 직경 8 m (Type 8)로부터 시작하여 최대 13.8m (Type 14)까지 증가시키면서 RAO의 변화를 살펴보았다.
- 본 연구에서는 2011년 IEA에서 채택한 5MW semi-submersible FOWT를 표준 모델로 선택하여 platform의 수면 하 부의 최적 설계 연구를 수행하였다. 이를 위해 upper column과 base column의 높이 및 draft는 mooring system의 특성을 일정하게 유지하기 위해 제약 조건으로 두었으며 upper 및 base column의 반경을 설계 변수로 가정한 뒤 총 14가지 설계 대안들에 대해 파랑 중운동 응답(RAO)의 변화를 살펴보았다.
- 본 연구에서는 Semi-submersible FOWT의 수면 하부 형상 최적화를 위해 platform의 기본적인 특성을 유지하면서 형상 변화에 의한 운동 변화를 확인하기 위해 배수량, 중량, Inertia를 제약 조건으로 두었다. 그리고 upper column의 높이와 base column의 높이 및 draft는 mooring system의 특성을 유지시키기 위해 고정하였다.
- 본 연구에서의 모든 type에 대해 UOU in-house code를 사용해 added mass, damping ratio 및 wave exciting force를 얻을 수 있었으며 그 결과를 다시 UOU-FAST의 input으로 사용해 RAO를 구하였다.
- (2011)은 TLP형식의 부유식 해상풍력 발전기의 하부구조물 설계에 있어 최적 설계 Framework를 구축하였다. 설계 변수로서 흘수, 반경을 두고 10여가지의 case를 만들어 각 case들에 대한 운동해석을 실시하고 이를 나셀 가속도, 배수량, 계류력으로 성능평가를 실시, 최적 설계안을 도출하였다.
- 본 연구에서는 2011년 IEA에서 채택한 5MW semi-submersible FOWT를 표준 모델로 선택하여 platform의 수면 하 부의 최적 설계 연구를 수행하였다. 이를 위해 upper column과 base column의 높이 및 draft는 mooring system의 특성을 일정하게 유지하기 위해 제약 조건으로 두었으며 upper 및 base column의 반경을 설계 변수로 가정한 뒤 총 14가지 설계 대안들에 대해 파랑 중운동 응답(RAO)의 변화를 살펴보았다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 5MW semi-submersible FOWT 모델을 사용하였다. 주요 제원은 NREL에서 제공한 자료를 참고하였고 그 주요 제원을 Table 1, Table 2에 나타내었으며, 형상은 Fig.
- 이에 본 연구에서는 2011년 International Energy Agency(IEA)에서 채택한 5 MW Semi-submersible Floating Offshore Wind Turbine(FOWT)를 표준 모델로 선택하였으며, FOWT의 수면 하부피, 배수량, 이차 질량모멘트는 일정하게 두고, 파랑 중 운동응답(RAO)을 가장 작게 하는 변수로서 Upper Column과 Base Column(footing)의 직경을 선정하였다 (Robertson, et al., 2012).
데이터처리
- NREL (2012) 에서 제공한 데이터(이하, MARIN)를 활용하여 UOU-FAST를 적용한 시뮬레이션 결과와 Table 1에 있는 제원대로 모델링 한 Type 8 (표준 모델)을 UOU-FAST 시뮬레이션 한 결과를 비교하였다 (Fig. 8~ Fig.
이론/모형
- (2011)은 5 MW Spar 형식 부유식 해상 풍력발전기의 운동성능을 파악하였다. 이를 위해 수치해석 모델은 NREL에서 공개한 OC3Hywind Spar (Jonkman, 2010)를 사용하였고 Figs. 2와 3 같이 AQWA를 사용한 simplified model의 운동해석 결과를 모형실험 결과와 FAST수치해석 결과에 대해 비교하였다 (Jonkman, et al.
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