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논문KCI 등재

오토캐드 환경에서 구현한 해상풍력 지지구조 해석 프로그램

Analysis Program for Offshore Wind Energy Substructures Embedded in AutoCAD

지광습|반석현|마천|서라삭|플롯프라딧 파신
한국구조물진단유지관리공학회 (The Korea Institute For Structural Maintenance and Inspection)|2023.08|한국구조물진단유지관리공학회 논문집 (Journal of The Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection)|제27권 제4호|pp. 33-44

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해상풍력 지지구조물유한 요소 해석 프로그램Substructure for offshore wind energyFEA program
주제분류안전공학

초록

풍력에너지는 저탄소 사회로 전환하는 과정에서 가장 효율적이고 신뢰할 수 있는 에너지원 중 하나이다. 특히 해상 풍력은 육상 풍력에 비해 안정적이고 고품질의 풍력 자원을 제공하며, 다른 재생에너지에 비해 설치 용량이 높다. 본 논문에서는 해상 풍력 터빈의 하부 구조물 해석에 적합한 새로운 프로그램인 X-WIND 프로그램에 대해 소개하였다. 이 프로그램은 기존 프로그램의 단점을 보완하여 해상풍력 하부구조 해석 프로그램의 활용성을 높이기 위해 개발되었다. 하나의 프로그램 내에서 하부구조물을 단독으로 해석할 수 없거나 전후처리기가 미비한 기존 프로그램과 달리, X-WIND 프로그램은 AutoCAD에 내장되어 있어 설계와 해석이 모두 단일 플랫폼에서 수행된다. 또한 해상 풍력구조물에 필수적인 바람, 파도, 조류 하중에 대한 정적 및 동적 해석을 수행하며 설계, 요소망 생성, 그래프 생성, ULS/FLS 체크를 위한 전후처리기가 포함되어 있다. 이러한 특징을 바탕으로 해상 풍력 에너지 하부 구조물 해석 프로그램의 효율성과 사용성을 향상시켰다.

Abstract

Wind power is one of the most efficient and reliable energy sources in the transition to a low-carbon society. In particular, offshore wind power provides a high-quality and stable wind resource compared to onshore wind power while both present a higher installed capacity than other renewables. In this paper, we present our new program, the X-WIND program well suitable for the assessment of the substructure of offshore wind turbines. We have developed this program to increase the usability of analysis programs for offshore wind energy substructures by addressing the shortcomings of existing programs. Unlike the existing programs which cannot solely perform the substructure analyses or lack pre-post processors, our X-WIND program can complete the assessment analysis for the offshore wind turbines alone. The X-WIND program is embedded in AutoCAD so that both design and analysis are performed on a single platform. This also performs static and dynamic analysis for wind, wave, and current loads, essential for offshore wind power structures, and includes pre/post processors for designs, mesh developments, graph plotting, and code checking. With this expertise, our program enhances the usability of analysis programs for offshore wind energy substructures, promoting convenience and efficiency.

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