초록
기계나 토목 구조물의 형상은 일반적으로 전통적인 방법들을 이용하여 얻었다. 예를 들면 전력송전탑이나 해상풍력 하부구조물 이외의 다른 구조물들도 조직적으로 만든다. 한편 컴퓨터 그래픽의 급속한 성장으로 인해, 진화된 구조해석 및 최적설계기법들을 이용하고 있다. 본 논문에서는 해상 풍력 터빈을 위한 자켓 구조물의 구조형상을 위상최적화 기법을 통하여 연구하였다. 이번 연구는 실제작동하중상태로 시뮬레이션을 위하여 다 하중으로 종속시켰으며, 최적화 목적 함수는 주어진 경계조건아래 컴플라이언스로 정의하였다. 최적화는 고유진동수와 체적을 구속함수로 사용하였으며, 1 단계 모델의 결과는 2 단계 구조를 위한 외형을 빠르게 볼 수 있도록 한다. 그 결과로 사각뿔대의 3D 모델은 위상최적화를 통하여 개발하였다.
The structural layout of mechanical and civil structures is commonly obtained using conventional methods. For example, the shape of structures such as electric transmission towers and offshore substructures can be generated systematically. However, with rapid advancements in computer graphic technology, advanced structural analyses and optimum design technologies have been implemented. In this study, the structural shape of a jacket substructure for an offshore wind turbine is investigated using a topology optimization technique. The structure is subjected to multiple loads that are intended to simulate the loading conditions during actual operation. The optimization objective function is defined as one that ensures compliance of the structure under the given boundary conditions. Optimization is carried out with constraints on the natural frequency in addition to the volume constraint. The result of a first step model provides quick insights into the optimum layout for the second step structure. Subsequently, a 3D model in the form of the frustum of a quadrilateral pyramid is developed through topology optimization.
