대한기계학회논문집A (Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A)

  • 제35권12호
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  • Pages.1579-1584
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  • 2011
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  • 1226-4873(pISSN)
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  • 2288-5226(eISSN)
대한기계학회 (The Korean Society of Mechanical Engineers)
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다물체 동역학을 이용한 파력발전기의 동적거동 분석

Dynamic Analysis of Wave Energy Generation System by Using Multibody Dynamics

  • 장진석 (부경대학교 대학원 메카트로닉스공학과) ;
  • 손정현 (부경대학교 기계자동차공학과)
  • Jang, Jin-Seok (Graduate School of Mechatronics Engineering, Pukyong Nat'l Univ.) ;
  • Sohn, Jeong-Hyun (Dept. of Mechanical & Automotive Engineering, Pukyong Nat'l Univ.)
  • 투고 : 2011.05.25
  • 심사 : 2011.08.04
  • 발행 : 2011.12.01
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초록

본 논문에서는 파도의 에너지를 전기에너지로 변환하는 파력발전시스템에 대해 다루며, 발전기 및 12개의 암을 가진 가동물체형 파력발전기를 기구학적 구속조건을 이용하여 다물체 동역학 모델링 하였다. 새롭게 제안하는 파력발전기의 기어 메커니즘과 구속방정식 및 전달되는 힘요소에 대해 동역학적으로 모델링하였다. 파력은 시간영역에서 모리슨 방정식을 이용하여 수치적으로 계산하여 모델에 적용하였다. 시스템 거동해석을 위해 상용 다물체동역학 해석프로그램인 MSC/ADAMS를 이용하였다. 파력발전시스템의 파도에 대한 안정성을 검토하고 동적 거동 특성을 분석하였다. 하중에 따라 거동 특성을 분석한 결과 Yaw 운동은 상대적으로 적게 나타났으며 파고 1 m 이상일 경우 충분한 운동에너지가 발생함을 알 수 있다.

This paper discusses an energy system that can convert wave energy into electrical energy. This wave energy generation system is movable and has 12 arms and one generator. A multibody dynamic model for this system is established by using kinematic constraints. A gear mechanism, several kinematic constraints, and force elements are included in the model. Wave forces are obtained numerically from the time domain formulation based on the Morison equation. The MSC/ADAMS program is employed to carry out dynamic analysis of the wave energy generation system. The dynamic behavior responses of this system are analyzed for design verification. According to the results of the dynamic analysis, the yaw motion is relatively stable and kinetic energy sufficient to generate electrical energy is obtained when the wave height exceeds 1m.

키워드

참고문헌

  1. Jang, J. S. and Sohn, J. H., 2011, "Analysis of Dynamic Behavior of Floating Offshore Wind Turbine System," Trans. of the KSME(A), Vol. 35, No. 1, pp. 77-83. https://doi.org/10.3795/KSME-A.2011.35.1.077
  2. Shin, S.-H. and Hong, K.-Y., 2006, "An Experimental Study of Wave Overtopping Characteristics on the Structure for Wave Overtopping Power Generating System," Jounal of Korean Navigation and Port Research, Vol. 30, No. 8, pp. 649-655. https://doi.org/10.5394/KINPR.2006.30.8.649
  3. MSC/ADAMS User's Guide, 2008, MSC software Corporation, USA
  4. Dyer, I., Eatock Taylor, R., Newman, J.N. and Price, W.G., 1990, Sea Loads on Ships and Offshore Structure, Cambridge University press, United Kingdom, pp. 174-222.
  5. Kim, D.G., "Dynamics of Structures," Goomibook, Korea, pp. 671-699.

피인용 문헌

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  2. Efficiency Analysis of a Wave Power Generation System by Using Multibody Dynamics vol.40, pp.6, 2016, https://doi.org/10.3795/KSME-A.2016.40.6.557