[논문]해상풍력 일괄설치시스템 예인 안정성 및 내항성능 평가를 위한 모형시험

조동호; 이준신; 유무성; 정민욱; 이호엽; 한관우; 김승한

doi:10.18770/kepco.2020.06.02.163

해상풍력 일괄설치시스템 예인 안정성 및 내항성능 평가를 위한 모형시험
Model Test for Towing Stability and Seakeeping of a Multi-Purpose Mobile Base 원문보기

KEPCO Journal on electric power and energy, v.6 no.2, 2020년, pp.163 - 171

조동호 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 이준신 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 유무성 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 정민욱 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 이호엽 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 한관우 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation) , 김승한 (KEPCO Research Institute, Korea Electric Power Corporation)

초록
AI-Helper

전력연구원에서 설계한 5 MW급 일괄설치시스템의 예인안정성 및 내항성능 검증을 위해 수조모형시험을 실시하였다. 1/48 축소모형을 만들어 정수 및 파랑 중 시험을 수행하였다. 실선기준 4, 5, 6 knots의 대응속도로 예인하며 예인선의 장력을 계측하고, 실선의 필요 예인 동력을 추정하였다. 또한, 관성계측장치를 이용하여 모형의 6자유도 운동을 계측하였으며, 파랑 중 구속모형시험을 통해 내항성능을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

A model test for assessment of towing stability and seakeeping of a multi-purpose mobile base (MMB) was performed in calm water and wave conditions. Scale ratio of the MMB was 1/48. Tension of the towing line was measured during tests to estimate effective power to tow the full scale MMB. The tests were repeated with towing speed. In addition, an inertial measurement unit was used to measure six DOF motion of the model. Seakeeping performance was assessed through the captive model test.

주제어

표/그림 (24)

그림 Fig. 1. 수조시험 1/48축소모형.
그림 Fig. 2. 풍력발전기 적재 및 미적재 모델.
표 TABLE 1 실선, 및 모형선 제원
표 TABLE 2 실선 무게중심 및 관성모멘트
그림 Fig. 3. MMB 모형선.
표 TABLE 3
표 TABLE 4 군산지점 해면관측 통계자료
표 TABLE 5 수조모형 시험의 불규칙파
그림 Fig. 4. 수조모형시험 불규칙파 스펙트럼.
그림 Fig. 5. 스케그 형상 좌)둥근 스케그, 우)각 스케그.
그림 Fig. 6. 예인줄 이송시험 현장 사진.
그림 Fig. 7. 구속모형시험 현장사진.
그림 Fig. 8. 스케그 형상에 따른 이송모형 시험 결과.
표 TABLE 6 예인줄 이송시험 조건
표 TABLE 7 구속모형시험 종류 및 조건
그림 Fig. 9. 예인시험 결과 - 예인장력.
그림 Fig. 10. 저항시험 결과 – 총 저항계수.
표 TABLE 8 정수 중 실선 저항 추정 결과
그림 Fig. 11. 저항시험 결과- 종동요각.
그림 Fig. 12. 저항시험 결과 – 상하동요(흘수로 무차원).
그림 Fig. 13. 조류력 계측시험 결과 – 힘, 모멘트.
그림 Fig. 14. 조류력 계측시험 결과 – 무차원화 선체거동.
그림 Fig. 15. 내항시험결과 – 상하동요 시계열.
그림 Fig. 16. 내항시험결과 - 상하동요 스펙트럼.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	기하학적 상사란?	역학적 상사가 충족되어야 한다. 기하학적 상사는 두 유동사이에 서로 대응하는 모든 길이의 비가 일정한 값을 갖는다는 것을 의미하며, 운동학적 상사는 유체가 흐를 때 물체와 경계 뿐만 아니라 유동이 그리는 유선까지도 기하 학적으로 상사한 유동을 말한다. 역학적 상사는 모든 대응점에 작용하는 힘의 비가 일정한 두 유동을 말한다.
	두 개의 유동이 상사하기 위한 조건은?	차원해석이라는 도구를 빌어 유동성 량들 사이에 성립해야 할 관계식을 무차원 파라미터의 항으로 도출하고, 상사율이 성립하도록 모형시험을 수행하여 실형의 유동을 예측할 수 있다. 일반적으로 두 개의 유동이 상사하기 위해서는 1.기하학적 상사, 2. 운동학적 상사, 3. 역학적 상사가 충족되어야 한다. 기하학적 상사는 두 유동사이에 서로 대응하는 모든 길이의 비가 일정한 값을 갖는다는 것을 의미하며, 운동학적 상사는 유체가 흐를 때 물체와 경계 뿐만 아니라 유동이 그리는 유선까지도 기하 학적으로 상사한 유동을 말한다.
	실형(prototype)을 사용한 시험은 비용과 시간이 많이 소요되므로 모형시험에 의존하는데 그 시험방법은 무엇인가?	실형(prototype)을 사용한 시험은 비용과 시간이 많이 소요되므로 모형시험에 의존한다. 차원해석이라는 도구를 빌어 유동성 량들 사이에 성립해야 할 관계식을 무차원 파라미터의 항으로 도출하고, 상사율이 성립하도록 모형시험을 수행하여 실형의 유동을 예측할 수 있다. 일반적으로 두 개의 유동이 상사하기 위해서는 1.

참고문헌 (6)

한국전력공사 전력연구원, "해상풍력 일괄설치시스템 개발(2단계 연차 보고서), 2018.
Froude, W. "Experiments on surface friction", British Association Reports," 1872 and 1874.
ITTC 1957 "8th international Towing Tank Conference," Madrid, 15-23 Sep. 1957.
ITTC 1978 "15th international Towing Tank Conference," 3-10 Sep. 1978.
Nam B.W., Hong S.Y., Kim J.H., Choi S.K., Kim J.W., 2014, "An Experimental and Numerical Study on Towing Stability of a Transportation Barge," Journal of Ocean Engineering and Technology, 28(2), 102-110.

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부경태, 홍춘범, 양희준, 김윤수, 신수철, 2004, "FPSO의 예인 시 침로 안정성에 관한 수치적 연구", 대한조선학회지, 41(3), pp. 56-63.

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