FRP DSCT 풍력타워 휨거동 실험 및 CoWiTA 결과 분석 비교

신재생에너지 사용 증가에 따라 풍력에너지에 대한 많은 연구 개발이 진행되어오고 있으며, 최근 풍력발전터빈의 대형화로 인해 타워의 세장비가 증가하고 있다. 이로 인하여, 기존 강재타워의 좌굴 안정성 및 기능 저하 문제점 등이 발생 할 수 있으며, 해상풍력의 경우, 부식의 문제가 발생할 수 있기 때문에, 고성능 신형식 복합구조를 적용한 지지구조 개발이 진행되고 있다. FRP DSCT 타워는 두 개의 FRP 관 사이에 콘크리트가 충진되는 구조이며, 타워의 하중이 작고 강도가 뛰어나며, 부식에 강하다. 본 연구에서는 FRP DSCT (Fiber Reinforced Polymer Double Skinned Composite Tubular) 구조가 적용된 풍력타워에 대한 거동해석 및 실험 검증을 실시하였으며, FRP DSCT 타워를 축소화하고 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워에 대한 준정적 실험을 수행하였다. 이후, 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워의 거동 실험 결과와 타워/기둥 해석 프로그램인 CoWiTA와 결과를 비교하였다. 그 결과, 모듈형은 CoWiTA 해석과 비슷한 결과를 나타내었으며, 일체형은 모듈형 및 CoWiTA 결과 보다 큰 하중을 지지할 수 있었다. 모듈형 연결부의 성능을 향상시킨다면, 일체형과 동등한 성능을 가질 수 있을 것으로 사료된다.풍력의 경우, 부식의 문제가 발생할 수 있기 때문에, 고성능 신형식 복합구조를 적용한 지지구조 개발이 진행되고 있다. FRP DSCT 타워는 두 개의 FRP 관 사이에 콘크리트가 충진되는 구조이며, 타워의 하중이 작고 강도가 뛰어나며, 부식에 강하다. 본 연구에서는 FRP DSCT (Fiber Reinforced Polymer Double Skinned Composite Tubular) 구조가 적용된 풍력타워에 대한 거동해석 및 실험 검증을 실시하였으며, FRP DSCT 타워를 축소화하고 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워에 대한 준정적 실험을 수행하였다. 이후, 일체형 및 모듈형 FRP DSCT 타워의 거동 실험 결과와 타워/기둥 해석 프로그램인 CoWiTA와 결과를 비교하였다. 그 결과, 모듈형은 CoWiTA 해석과 비슷한 결과를 나타내었으며, 일체형은 모듈형 및 CoWiTA 결과 보다 큰 하중을 지지할 수 있었다. 모듈형 연결부의 성능을 향상시킨다면, 일체형과 동등한 성능을 가질 수 있을 것으로 사료된다.2

Mindfulness-based Stress Reduction Program for Psychiatric Inpatients

The purpose of this research was to examine the effects of a Mindfulness-based Stress Reduction (MBSR) program on stress response and power in psychiatric inpatients in a closed ward. Methods: For this study a quasi-experiment design was used to examine the effects of the intervention. The MBSR program conducted in this study was a six-session program, in which participants were asked to meditate for 45 minutes twice a week for 3 weeks. Homogeneity between the experimental and control group was assessed using x2 test, t-test, and Fisher's exact test. The results of the assessment showed that the variances of the two groups were equal. Demographic variables of the study participants were analyzed using descriptive statistics. The study hypotheses were verified using t-test. Cronbach's ⍺ was measured to assess the reliability of each test. Results: Compared with the control group, patients in the experimental group showed significant improvement in scores for stress response (t=3.62, p=.001) and power (t=-3.42, p=.001). Conclusion: These results suggest that the mindfulness meditation program can be used as a psychosocial rehabilitation intervention for psychiatric inpatients by capitalizing on its positive effects on emotional reactivity and behavioral regulation.N

CAISSON CAPABLE OF COLLECTING MARINE WASTE

- 별도의 전력 소모가 요구되지 않는 조수간만의 차를 이용하여 해상 부유 쓰레기 수집이 용이한 케이슨 - 조수간만의 차를 이용하여 해상에 부유하는 쓰레기가 케이슨 상단 중앙부에 수집되기 때문에 쓰레기 회 수가 손쉽게 이루어질 수 있다

LCOE Method for Reducing Cost of Offshore Wind Power

최근 화석연료사용으로 인한 미세먼지 등의 환경문제로 인하여 신재생에너지의 발전 필요성이 증가하고 있으며, 그 중에서도 풍력 에너지에 대한 관심이 높은 상태이다. 해상은 육상에 비해 양질의 바람자원이 존재하여 풍력발전에 유리한 것으로 널리 알려져 있으며, 발전시설이 주거지역에서 떨어져있어 소음과 같은 민원문제에서 상대적으로 자유롭다. 정부에서는 신재생에너지 3020 이행계획을 선포하고 2030년까지 해상풍력 12GW 목표 달성을 위하여 많은 지원을 하고 있으며, 이에 따라 다양한 해상풍력 관련연구가 진행되고 있다. 해외의 경우 에너지 발전단가(LCOE: Levelized Cost Of Energy)에 대하여 활발한 연구가 진행되어왔으며, 특히 해상풍력의 경우 LCOE를 저감하기 위한 많은 기술을 개발 및 보유하고 있다. 에너지 발전단가 LCOE는 에너지원을 전기로 전환하는 최종 에너지 생산 원가를 의미하며, 서로 다른 에너지로부터 발전되는 전력의 비용 비교에 널리 사용되고 있다. 해상풍력발전의 경우 육상과는 달리 지지구조물에 필요한 비용이 풍력단지 건설비용의 40%에 이를 정도로 매우 많은 비중을 차지하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 해상풍력발전을 위한 하부 지지구조물의 선진기술에 대한 조사를 통하여 해상풍력에너지 LCOE 저감을 위한 방안을 모색하고자 하였다.2

수상 태양광 단지 조성을 위한 구조물 안전성 평가 연구

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Section Design of DSCT Tower Supporting Wind and Tidal Power Turbines

Wind power is a major renewable energy source with economic feasibility. However, wind power energy has a disadvantage of having a wide range of fluctuation in its output depending on the variability of the wind. Recently, to increase effectiveness and efficiency of renewable energies, researches to develop systems combined with wind and other energies are being carried out. A DSCT (Double-Skinned Composite Tubular) tower, which is composed of two steel tubes and concrete filled between the inner and outer tubes, has hollowed section which decreases its self-weight. Due to inner and outer tubes, concrete is triaxially confined to increase strength. In this study, a DSCT tower supporting a 3.6MW wind turbine and two 225kW tidal turbines was suggested. Also, the section design of the DSCT tower was performed and presented. Basic section design was conducted by AutoDSCT[1] which is automatically generating program bottom sections of the tower satisfying design loads. The performances of the designed sections were analyzed by CoWiTA[2] which evaluates bending performance of a column considering material nonlinearity, confining effect of concrete, and large displacement effect.In this study, the bottom diameter of the tower was set as 4.5 m based on the reference steel tower suggested by Ljjj and Gravensen in 2008[3]. The top diameter and the height of the tower with 3.6m and 106m were considered for analysis. Moreover,tiveness and efficiency of renewable energies, researches to develop systems combined with wind and other energies are being carried out. A DSCT (Double-Skinned Composite Tubular) tower, which is composed of two steel tubes and concrete filled between the inner and outer tubes, has hollowed section which decreases its self-weight. Due to inner and outer tubes, concrete is triaxially confined to increase strength. In this study, a DSCT tower supporting a 3.6MW wind turbine and two 225kW tidal turbines was suggested. Also, the section design of the DSCT tower was performed and presented. Basic section design was conducted by AutoDSCT[1] which is automatically generating program bottom sections of the tower satisfying design loads. The performances of the designed sections were analyzed by CoWiTA[2] which evaluates bending performance of a column considering material nonlinearity, confining effect of concrete, and large displacement effect.In this study, the bottom diameter of the tower was set as 4.5 m based on the reference steel tower suggested by Ljjj and Gravensen in 2008[3]. The top diameter and the height of the tower with 3.6m and 106m were considered for analysis. Moreover,1

Lateral Behavior of Modular FRP DSCT Wind Turbine Tower

본 연구에서는 기존의 강재 풍력타워를 대체 할 수 있는 신형식 복합구조의 타워인 FRP DSCT (Fiber Reinforced Polymer Double-Skinned Composite Tubular) 구조의 풍력타워를 제안하고 준정적 실험을 수행하여 휨거동을 분석하였다. 일체형 시험체와 연결부가 있는 모듈형 시험체로 제작하였으며, 두 시험체의 성능을 비교하였다. 가력조건은 비선형해석프로그램인 CoWiTA를 통하여 산정하였으며, 모듈화된 FRP DSCT의 적용성을 확인 할 수 있었다.부가 있는 모듈형 시험체로 제작하였으며, 두 시험체의 성능을 비교하였다. 가력조건은 비선형해석프로그램인 CoWiTA를 통하여 산정하였으며, 모듈화된 FRP DSCT의 적용성을 확인 할 수 있었다.2

Experimental Comparison for Flexural Behavior of Concrete Filled Tubular and Double-Skinned Composite Tubular Columns

동일 직경을 갖는 CFT 기둥과 DCST 기둥에 대해 준정적 실험을 수행하여 휨거동을 비교하였다. CFT 기둥 시험체 1기와 중공비가 각각 80%와 90%인 DSCT 시험체 2기를 비교하였다. DSCT 시험체 1기는 CFT 시험체와 동일 강재량을 사용하도록 설계하였으며, 다른 1기는 강관의 단면2차모멘트가 CFT 시험체의 강관과 동일하도록 설계하였다. 실험 결과 강도 측면에서는 DSCT 기둥 시험체가 더 큰 강도를 나타내었으며, 연성도 측면에서는 CFT 시험체가 더 큰 값을 보여주었다. 실험 결과는 DSCT 기둥의 적용시에는 요구성능 조건에 맞춰, 강도 및 연성도와 같이 각 성능의 우선순위에 따라 설계와 적용이 이루어져야함을 보여주며, 사용재료량을 고려할 때, DSCT 기둥은 상당히 경제적인 구조로 판단된다. Quasi-static tests were carried out to compare the flexural behavior of CFT and DCST columns with equal diameter. One CFT column specimen and two DSCT specimens with 80% and 90% of hollow ratios were compared. One DSCT specimen was designed to use the same amount of steel as the CFT specimen and the other was designed to have equal second moment of inertia of the steel tube to that of the CFT specimen. As a result, the DSCT column specimens showed higher strength than the CFT column specimen. However, the CFT specimen showed larger ductility than the DSCT column specimens. Experimental results showed that the DSCT column should be designed and applied according to the priority of each performance such as strength and ductility in accordance with the required performance conditions. Considering the amount of material used, the DSCT column can be a considerably economical structure.22Nkc

Trends and Plans of Subsea Space Creation and Utilization Technology

심해에 건설되는 해저기지는 우주공간에서의 조건보다 더 극한의 환경에 건설되며, 이를 위해서는 구조공학, 자원공학, 기계공학, 조선공학, 해양공학, 지질학 등의 관련 분야의 극한기술이 상호 융합되어야 한다. 또한, 해양자원 개발에는 해양물리, 화학, 생물학, 지질학 등 기초 해양과학 이외에도 기계, 전자, 조선, 기상, 잠수의학 등 응용과학 지식의 융・복합이 필요하며, 각 필요 기술들의 발전과 각 기술의 종합적인 융합이 이루어져야만 해저기지의 건설이 가능할 것이다. 해저기지의 건설을 위해 개발되는 극한 기술의 발전은 각 분야의 최첨단 기술이 될 것이며, 우주공간 및 타 분야에도 적용이 가능하여, 최신 기술을 선점할 수 있는 기회가 될 것이다. Undersea bases built in the deep sea are built in more extreme environments than in space. In addition, it requires the convergence of mechanics, electronics, shipbuilding, meteorology, and diving science, marine physics, chemistry, biology, and geology. Undersea base can be constructed through the fusion of various technologies. The development of extreme technology for undersea construction will be the most advanced technology in each field, and it will be applied to space and other fields, so it will be an opportunity to preempt the latest technology.2

해양에너지 산업의 중대사고 위험 관리에 관한 신규 작업 항목 제안

최근 해양에너지 시스템에 대한 실해역 실증시험 증가로 다양한 중대 사고에 노출되어 있다. 그러나 작업자의 안전 확보 및 환경 피해 저감에 대한 대책은 미흡하며, 중대 사고에 대한 관리 방안 또한 수립되어 있지 않다. 이에 전 세계적으로 해양에너지 분야에 대한 체계적인 중 대사고 관리 기준 정립이 필요하며, 이를 위한 최소 요구사항을 규정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 IEC TC 114 신규 작업 항목으로 해양에너지 산업의 중대사고 위험 관리를 제안하였으며 이 내용에 대해 소개하고자 한다. 향후 본 신규 항목에 대한 회원국의 동의가 필요하 며, 위험성평가 등 위험 관리를 위한 절차를 마련하고자 한다.2