Hyunkyoung Shin

Offshore code comparison collaboration continuation within IEA Wind Task 30: Phase II results regarding a floating semisubmersible wind system

Offshore wind turbines are designed and analyzed using comprehensive simulation tools (or codes) that account for the coupled dynamics of the wind inflow, aerodynamics, elasticity, and controls of the turbine, along with the incident waves, sea current, hydrodynamics, mooring dynamics, and foundation dynamics of the support structure. This paper describes the latest findings of the code-to-code verification activities of the Offshore Code Comparison Collaboration Continuation project, which operates under the International Energy Agency Wind Task 30. In the latest phase of the project, participants used an assortment of simulation codes to model the coupled dynamic response of a 5-MW wind turbine installed on a floating semisubmersible in 200 m of water. Code predictions were compared from load case simulations selected to test different model features. The comparisons have resulted in a greater understanding of offshore floating wind turbine dynamics and modeling techniques, and better knowledge of the validity of various approximations. The lessons learned from this exercise have improved the participants’ codes, thus improving the standard of offshore wind turbine modeling.Copyright

Motion Analysis of 5-MW Floating Offshore Wind Turbine

The motion responses of a 5-MW floating offshore wind turbine were simulated in regular and irregular waves and its RAOs and significant motion responses were calculated, respectively. The floating offshore wind turbine employed in this simulation was the OC3-Hywind designed by the National Renewable Research Laboratory, USA. The numerical simulation was carried out using MOSES (Multi-Operational Structural Engineering Simulator), which is widely used to analyze and design floating offshore structures in the gas and oil industry.

Prediction of Ship Maneuverability by Circular Motion Test

Abstract Recently, ship maneuverability has been very important issue due to accidents of frequent occurrence at sea. IMO standards for ship maneuverability were applied from January 1, 2004. In this study, maneuverability model tests were considered through a 2m-class KVLCC1 in the Ocean Engineering Wide Tank at University of Ulsan(UOU). Circular Motion Test(CMT) was performed to obtain the maneuvering coefficients by using X-Y Carriage. The trajectories simulated using the coefficients are compared with those of PMM test and free running test. ※Keywords: Maneuverability(조종성능), CMT(Circular Motion Test), PMM Test(PMM 시험), Maneuvring coefficients(조종성 미계수), Whole ship model(급수형 수학모형) 1. 서론 최근 대형 선박의 개발과 조종성능에 대한 관심의 증가에 따라 선박의 조종성능을 추정하기 위해 여러 방법들이 사용되고 있다. 가장 보편적인 방법은 PMM(Planer Motion Mechanism) 시험에 의해 조종운동 방정식의 조종성 미계수를 도출하고,조종 시뮬레이션을 수행하여 선박의 조종성능을 접수일: 2008월 11월 28일, 승인일: 2009년 5월 26일 g교신저자: hkshin@mail.ulsan.ac.kr, 052-259-2696 추정하는 것이다. 최근에는 소프트웨어의 강력한 발전에 힘입어 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 이용한 조종성능 추정의 단계까지 이르렀다. 본 논문에서는 선박의 조종성능 추정을 위해 울산대학교 해양공학 광폭수조의 X-Y 전차(Carriage)와 Y 전차 내부의 회전대(Turn Table)를 이용한 Circular Motion Test(이하 CMT)를 실시하여 국내 최초로 이를 이용한 조종 시뮬레이션을 수행하였다. CMT는 모형선에 일정한 선수동요 각속도를 주어 모형선을 원운동 시키는 실험을 의미한다. 일정한 선수동요 각속도는 선회 반경과 관

Experimental Investigations on Slamming Impacts by Drop Tests

AbstractWhen ships are sailing with large motions in rough waves, the slamming phenomenon occurs and the ships suffer from impulsive pressure loadings. Recently, ships are becoming lager and faster than before and it becomes more possible that the ships experience larger impacts on their bows and sterns. Many researchers have been pe rforming the investigations on slamming experimentally and theoretically for a long time. Most of the research reported in the open literature focused on how to accurately estimate the amplitude of the peak pressure of slamming. According to the results of a recently published work, not only the amplitude of peak pressure but als o the width of the peak may play an important role in predicting the extents of damage of impacted structures. The uncertainty of impulsive pressure loadings due to slamming has been indicated by many researchers. However, probabilistic treatments of the impulsive pressure loadings are few. In this study, drop tests were conducted on wedges having dead-ris e angles of 0° and 10°. Not only the amplitude of peak pressure but also the width of peak pressure were measured. Furthermore, the variations of those values are also provided for the probabilistic approach of the slamming problem.

A Study on Weight Estimation Model of Floating Offshore Structures using Enhanced Genetic Programming Method

세계적인 고유가로 인해 심해 자원에 대한 경제성이 높아지고 산업의 팽창으로 인해 석유 수요가 증가함에 따라 해양 산업이 새 로운 유망 산업으로 주목 받고 있다. 또한 기존 심해에서의 석유 시추 및 가공과 같은 해양 화석 연료 분야에만 주를 이루는 해양 산업에서 점차 망간, 메탄 하이드레이트 등과 같은 해양 광물 자 원 분야, 동물성 단백질을 공급하는 해양 생물 자원 분야, 그리고 조력과 파력 등 다양한 해양 에너지 분야로 확산되고 있다. Fig. 1의 자료에 따르면 전세계 해양 구조물의 시장 규모가 2010년 1,400억 달러에서 2030년 5,000억 달러로 급속히 성장 할 것으로 전망되고 있어, 해양 구조물 산업이 국가 성장 동력으 로 주목 받고 있다. 해양 구조물의 설계 방법은 기존의 유사 데이터를 이용하여 수정 설계하는 유사 설계 방법과 기존 유사 데이터가 없는 경우 단계적인 반복 설계 과정을 거쳐 점차 개선된 결과를 얻어내는 신규 설계 방법으로 구분할 수 있다. 두 가지 방법 모두 중량 추 정 방법은 매우 중요하다고 할 수 있다. 중량은 건조 비용, 생산 일정 계획, 구조 강도, 복원성 등 다양한 측면에 영향을 미칠 뿐 만 아니라 나아가 해당 구조물의 생산 비용 및 완료 기간에 막대 한 영향을 미치기 때문이다. 그러나 초기 설계 단계에서는 모든 설계 요소를 고려할 수 없 기 때문에 실제 중량을 정확히 추정하기는 어렵다. 따라서 많은 경우, 실제 중량은 상세 설계 및 건조 과정을 거치면서 초기 설 계 단계에서 추정한 중량보다 증가 또는 감소하게 된다. 이에 따 pISSN:1225-1143, Vol. 52, No. 1, pp. 1-7, February 2015

Motion of OC4 5MW Semi-Submersible Offshore Wind Turbine in Irregular Waves

The interests in new and renewable energies increase sharply while our world suffers from environmental pollution and energy shortage. Governments and organizations throughout the world have tried to develop those energies to reduce pollution and solve energy crisis. In this study, we carry out a 1:80 scale model test and full scale numerical analysis of the OC4 5MW semi-submersible offshore wind turbine system designed by DeepCwind project. The purpose of this model test and numerical analysis is to predict and evaluate its motion in irregular waves.Copyright

Circular Motion Test Simulation of KVLCC1 Using CFD

In this study, the turbulent free surface around KVLCC1 employed in the circular motion test simulation is numerically calculated using a commercial CFD(Computational Fluid Dynamics) code, FLUENT. Also, hydrodynamic forces and yaw moments around a ship model are calculated during the steady turning. Numerical simulations of the turbulent flows with free surface around KVLCC1 have been carried out by use of RANS equation based on calculation of hydrodynamic forces and yaw moments exerted upon the ship hull. Wave elevation is simulated by using the VOF method. VOF method is k nown as one of the most effective numerical techniques handling two-fluid domains of different density simultaneously. Boundary layer thickness and wake field are cha nged various yaw velocities of ship model during the steady turning. The calculated hydrody namic forces are compared with those obtained by model tests.

Development of Free Running System for 2m-class Ship Models

AbstractIn this paper, a free running system, which is developed recently for a 2m-class ship models, will be introduced. For the remote control of hardware, GUI of software packages was developed using Visual Basic 6.0, and Host PC with Position ing Board manages Servo drive. Then the drive operates propeller and rudder. Its contro l performance will be shown. Also its adaptability to the resistance, manoeuverability and seakeeping model tests will be considered through the installation on a KTTC standard ship model from MOERI. ※Keywords: Free running system(자유항주시험), 2m-class ship model(2m급 모형선), Manoeuverability test(조종시험), Seakeeping test(운동시험), Resistance test(저항시험) 1. 서론 모형선 자체의 추진기와 조타장치를 갖추고 자항하는 자유항주시스템은 모형선의 6자유도 운동에 대해서 어떠한 구속도 없이 자유롭게 움직일 수 있게 하는 시스템이다(Shin et al. 2002). 자유항주시험의 제약 조건으로는 수조의 크기, 자유항주시스템의 무게, 모형선의 속도 등이 있다(Kim et al. 1999, Shin et al. 2001). 특히 등속구간에서 수행되는 각종 시험은 일정한 가속구간과 선회반경 등을 고려하여 수조의 충분한 길이와 폭이 접수일: 2007년 10월 20일, 승인일: 2008년 5월 13일✝교신저자: hkshin@mail.ulsan.ac.kr,052-259-2696

Simplified nonlinear model for the weight estimation of FPSO plant topside using the statistical method

The weight information of an FPSO plant, especially of the FPSO (floating, production, storage, and off-loading), is one of the important data needed to estimate the amount of production material (e.g. plates) and to determine the suitable production method for its construction. In addition, the weight information is a key factor that affects the building cost and the production period of the FPSO plant. Although the importance of the weight has long been recognised, the weight, especially of the topside, has been roughly estimated using the existing design and production data as well as the designers experience. To improve this task, a nonlinear simplified model for the weight estimation of the FPSO plant topside using the statistical method was developed in this study. To do this, various past records on the estimation of the weight of the FPSO plant were collected through literature survey, and then correlation analysis and multiple regression analysis were performed to develop a nonlinear simplified model for weight estimation. Finally, to evaluate the applicability of the developed model, it was applied to an example of the weight estimation of the FPSO plant topside. The results showed that the developed model can be applied to the weight estimation process of the FPSO plant at the early design stage.

A Study on the Weight Estimation Model of Floating Offshore Structures using the Non-linear Regression Analysis

세계 에너지 수요가 상승하고 고유가가 지속됨에 따라 해양 구조물 사업은 블루 오션으로 각광받고 있다. 이는 해양 구조물 사업이 조선 사업과는 달리 제품이 표준화되어 있지 않으며, 환 경·안전 등에 대한 요구 수준이 높고 자원개발과 연계되어 수행 되기 때문에 부가가치가 높다는 이유에서다. 이러한 추세에 맞추 어 현재 부유식 석유.가스 생산 설비는 점점 늘어가고 있으며, 기 존의 고정식 구조물과 더불어 심해 채굴이 가능한 부유식 해양 구조물 또한 널리 사용되고 있다 (Kang, et al., 2012). Fig. 1의 2013년 IMA(International Maritime Association) (2013)의 자료에 의하면, 향후 5년간 세계 경제와 오일의 수요 그리고 에너지 가격에 따라 매년 124대에서 190대의 부유식 해 양 구조물의 주문이 있을 것이라고 예상하고 있다. 한편, 해양 구조물의 설계에 있어서 중량 정보는 생산을 위한 물량 추정과 생산 공법 결정 등에 필수적인 정보이며, 나아가 해 당 구조물의 생산 비용 및 생산 기간에 영향을 미치는 요소이다. 따라서 정확한 중량의 추정이 가능하다면, 보다 효과적으로 중 량을 통제할 수 있고, 또한 안정적으로 생산 비용을 산출할 수 있다.