해상 풍력발전체에 작용하는 풍하중과 파랑하중간의 비선형 상쇄간섭 해석 : 수리모형실험을 중심으로 :수리모형실험을 중심으로

Q: 이 논문에서 정의한 풍하중과 파랑하중간의 비선형 상쇄간섭이란 무엇인가?

해상풍력 발전체에 작용하는 풍력과 파력 사이의 비선형적인 상호작용을 의미한다. 이는 특정 조건 하에서 풍력으로 인해 발생하는 발전체의 변형을 파력이 상쇄시켜 전체적인 변위를 감소시키는 현상을 지칭한다.

Q: 해상풍력 발전체에서 풍력과 파력의 비선형 상쇄 간섭을 일으키는 핵심 기작은 무엇인가?

연구 결과, 해수면 요철로 인해 대기와 해수면 경계에서 발생하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작임을 확인하였다. 이를 통해 풍력과 파력이 동시 작용 시 최대변위가 선형중첩 대비 약 15~20% 감소한다.

조용준; 양기석

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자료유형: 학술저널

저자정보: 조용준 (서울시립대) 양기석 (한국항만기술단)

저널정보: 한국해안해양공학회 한국해안·해양공학회논문집 한국해안해양공학회논문집 제27권 제5호

발행연도: 2015.10

수록면: 281 - 294 (14page)

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해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모의로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 H<SUB>s</SUB>= 0.1 m, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

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