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세굴을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물 위험도 평가
Risk Assessment of Offshore Wind Turbine Support Structures Considering Scouring 원문보기

한국해안·해양공학회논문집 = Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers, v.32 no.6, 2020년, pp.524 - 530  

김영진 (군산대학교 해양산업공학과) ,  이대용 (군산대학교 산학협력단) ,  김동현 (군산대학교 건축.해양건설 융합공학부)

초록
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세굴에 의한 해상풍력터빈 지지구조물의 위험도 평가기법을 제안하였다. 제안방법은 세굴깊이별 발생확률과 세굴깊이에 따른 취약도를 이용한 위험도 평가방법이며 지진위험도 평가기법을 변형한 것이다. 세굴깊이의 확률분포는 유의파고, 유의 주기, 조류속 등 해양 환경조건을 고려하기 적합한 경험식을 이용해 산정했으며, 해상풍력터빈 지지구조물의 동적응답을 이용하여 세굴취약도 곡선을 산정하였다. 세굴깊이별 발생확률과 세굴에 의한 구조물의 세굴취약도 곡선을 결합하여 세굴위험도를 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The risk of offshore wind turbine support structures by scour has been proposed. The proposed utilize probabilities of scour depths and fragilities according to scour depth and a modification of a seismic risk analysis method. The probability distribution of scour depth was calculated using a equati...

주제어

#해상풍력터빈   #석션버켓   #세굴   #세굴취약도   #세굴위험도  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 해상풍력터빈 지지구조물의 확률론적 평가를 위한 세굴위험도 평가기법을 제안하고자 한다. 이를 위해 지진에 대한 위험도를 평가하는 방법 중 하나인 지진위험도 평가기법을 변형하여 세굴취약도 평가방법을 제시하였다.
  • 이를 통해 세굴 깊이에 대한 세굴취약도 곡선을 산정하였다. 또한 세굴이 발생할 확률과 세굴에 의한 구조물의 세굴취약도 곡선을 결합하여 세굴 위험도를 분석하고자 한다.
  • 본 연구에서는 세굴 위험도를 평가하기 위하여 설계 수명 동안 작용할 수 있는 가장 큰 하중에 대해 해석을 수행하였다. 이때, 사용된 유의파고와 유의주기는 각각 2.
  • , 1984), 일반 토목 구조물에도 점차 적용되고 있는 추세이며, 국내에도 그 분석 사례가 증가하고 있다. 이러한 지진위험도 분석기법을 적용하기 위하여, 본 연구에서는 세굴 깊이 변화에 대한 해상풍력터빈의 취약도 곡선을 산정하고, 세굴 깊이의 발생확률과 결합하여 세굴위험도를 평가하고자 한다.

가설 설정

  • 본 연구에서 세굴 깊이의 확률분포를 추정할 때 정규분포로 가정하여 분포를 추정하였다. 중심극한정리에 의해 독립적인 확률변수는 정규분포에 가까워지며, 다수의 공학 및 과학 분야에서 사용된다.
  • 동적 변위 해석을 수행하였다. 세굴 깊이는 0~8m까지 가정하여 해석을 수행했고, 추력은 바람장의 위상을 변경하여 총 3가지 추력에 대하여 해석을 수행하였다. 해석 시간은 총 180sec에 대하여 해석을 진행했으며, 세굴깊이와 추력 및 파랑하중을 변화하며 해석한 총 해석 case는 168개 이다.
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참고문헌 (11)

  1. Bladed Multibody dynamics user manual (Ver. 3.85). Garrad Hassan. 

  2. Det Norske Veritas (DNV), DNV-OS-J101. Design of offshore wind turbine structures. Det Norske Veritas: Hovik, Norway, 2014. 

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