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10MW급 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼 초기설계를 위한 위상최적화 응용Topology Optimization Application for Initial Platform Design of 10 MW Grade Floating Type Wave-wind Hybrid Power Generation System
- Other Titles
- Topology Optimization Application for Initial Platform Design of 10 MW Grade Floating Type Wave-wind Hybrid Power Generation System
- Issue Date
- 2016
- Publisher
- 한국해양환경·에너지학회
- Keywords
- 파력-풍력 복합발전 시스템; 위상최적화; 밀도법; 균질화설계법; Wave-wind hybrid power generation system; Topology optimization; Density method; Homogenization design method
- Citation
- 한국해양환경？에너지학회지, v.19, no.3, pp 194 - 202
- Pages
- 9
- Journal Title
- 한국해양환경？에너지학회지
- Volume
- 19
- Number
- 3
- Start Page
- 194
- End Page
- 202
- ISSN
- 2288-0089
2288-081X
- Abstract
- 본 연구에서는 10MW급 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 초기 개념설계를 위해 유한요소해석 기반 위상최적화를 검토하였다. 실제 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화를 수행하기 전에 단순화된 구조설계 문제를 이용하여 효율적인 위상최적화 이론을 확인하고자 밀도법과 균질화설계법의 두 가지 위상최적화 이론을 적용하였다. 단순화된 설계 문제의 결과로부터 균질화설계법 이론을 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 위상최적화에 적용하였다. 파력-풍력 복합발전 시스템의 플랫폼 개념설계를 위해서 유한요소해석 모델을 생성하고 설치해역의 해양환경하중을 고려하여 구조해석을 수행하였다. 설계파 및 조류와 같은 해양환경하중으로부터 기인하는 플랫폼 상의 압력과 계류삭의 인장력을 산출하기 위하여 동수력학 해석을 수행하였다. 구조해석을 위한 하중조건은 부유체 동수력학 해석으로부터의 결과와 파력-풍력 복합발전 시스템 중량을 고려하였고, 경계조건은 관성제거법을 사용하여 구현하였다. 밀도법 기반 파력-풍력 복합발전 시스템 플랫폼의 위상최적화 결과로부터 개념설계 단계에서 주요 구조부재의 배치방안을 제시하였다. 본 연구결과로부터 위상최적화는 부유식 파력-풍력 복합발전 시스템과 같은 새로운 형식의 해양구조물 개발에 있어서 주요 구조부재 배치의 개념설계에 대해 유용한 설계도구임을 확인하였다.
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