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소형 사보니우스형 수직축 풍력발전기의 내진검증
Seismic Qualification Analysis of a Small Savonius Style Vertical Axis Wind Turbine 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.17 no.1, 2018년, pp.122 - 129  

최영휴 (창원대학교 기계공학부) ,  강민규 (창원대학교 대학원 기계설계공학과) ,  박성훈

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study conducted a seismic qualification analysis of small savonius style vertical axis wind turbine(VAWT) using finite element method(FEM). The modal analysis was performed on the wind turbine structure to check the occurrence of resonance caused by the rotation of gearbox and windmill blades. ...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 스피드테크[11]에서 개발 중인 3kW급 소형 수직축 풍력발전기의 설계단계에서 내진 검증을 하기 위하여 유한요소법과 응답스펙트럼 해석법[10]으로 지진응답을 구하고 내진해석을 수행하여 그 결과로부터 구조물의 안전성을 평가한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
내진해석법에는 어떤 방법들이 있는가? 일반적으로 사용되는 내진해석으로는 등가정적해석법과 동적해석법이 있고, 동적해석법에는 응답스펙트럼해석법과 시간이력해석법이 있다[7,10]. 구조물의 내진성능 평가에서는 응답의 시간이력보다 응답의 최대치가 필요하기 때문에 지진하중의 가진주파수 영역에 걸쳐 응답 최대치를 간편하게 구할 수 있는 응답스펙트럼해석법이 흔히 이용된다[10].
풍력발전기를 포함한 발전설비는 어떻게 설계되어야 하는가? 풍력발전기는 외력에 의해 파손될 경우 전기에너지 공급에 차질이 발생하며 이에 따른 2차적인 피해가 발생할 수 있다. 그러므로 풍력발전기를 포함한 발전설비는 지진상황에서도 정상적인 기능을 수행할 수 있도록 내진설계 기준을 만족하도록 설계되고 구조안전성이 확보되어야 한다.
구조물의 내진해석 시 흔히 이용하는 방법은 무엇인가? 일반적으로 사용되는 내진해석으로는 등가정적해석법과 동적해석법이 있고, 동적해석법에는 응답스펙트럼해석법과 시간이력해석법이 있다[7,10]. 구조물의 내진성능 평가에서는 응답의 시간이력보다 응답의 최대치가 필요하기 때문에 지진하중의 가진주파수 영역에 걸쳐 응답 최대치를 간편하게 구할 수 있는 응답스펙트럼해석법이 흔히 이용된다[10].
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참고문헌 (16)

  1. KBC 2009: Korean Building Code -Structural, Korean Ministry of Land, Infrastructure and Transportation, 2009. 

  2. ASCE 7-10 Standard, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures, the American Society of Civil Engineers, ISBN 0-7844-1085-1, 2010. 

  3. Jeong, S. H., Kim, J. K., "Comparison of Provisions for Seismic Analysis Methods in ASCE 7-10 and KBC 2009," Proceedings of 2011 Workshop of the Earthquake Engineering Society of Korea, pp. 251-262, 2011. 

  4. Nakashima, M., Chuslip, P., "A Partial View of Japanese Post-Kobe Seismic Design and Construction Practices," Earthquake Engineering and Engineering Seismology, Vol. 4, No. 1, pp. 3-13, 2004. 

  5. Midorikawa, M., Okawa, I., Iiba, M., Teshigawara, M., "Performance-Based Seismic Design Code for Buildings in Japan," Earthquake Engineering and Engineering Seismology, Vol. 4, No. 1, pp. 15-25, 2004. 

  6. Won, J. B., Kim, M. E., Eum, H. J., Kim, B. S., "A Study on Vibration Characteristics of the 1.5 MW Wind Turbine under Earthquake," Proceedings of the KWEA Spring Conference, 2011. 

  7. Kim, J. H., "A Study on the Rotor Stability and Structural Safety under Seismic Loads for 5 MW Wind Turbine," Master's Thesis, Graduate School of Changwon National University, 2015. 

  8. Choi, H. C., Kim, D. H., Kim, D. M., Park, K. K., "Seismic Response Analysis of a MW Class Wind-Turbine Considering Applied Wind Loads," Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, Vol. 23, No. 2, 2010. 

  9. Choi, Y. H., Hong, M. G., "Seismic Qualification Analysis of a Vertical-Axis Wind Turbine," Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, Vol 15, No. 3, pp. 21-27, 2016. 

  10. Hart, G. C., Wong, K., Structural Dynamics for Engineers, John Wiley & Sons, Inc., 2000. 

  11. Speed tech co., Technical Brochure, 2017. 

  12. KS C IEC 61400-1: 2013, Wind turbines -Part 1: Design requirements. 

  13. KS C IEC 61400-2: 2014, Wind turbines -Part 2: Small wind turbines. 

  14. ANSYS Mechanical APDL Structural Analysis Guide, ANSYS, Inc, 2013. 

  15. Wilson, E. L., Kiureghian, A. Der, Bayo, E. P., "A Replacement for the SRSS Method in Seismic Analysis," Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 9, pp. 187-194, 1981. 

  16. Bruneau, M., "Dynamics of Civil Engineering Structures," Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 24, No. 5, pp. 847, 1997. 

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