해상풍력 및 해양구조물 설계/해석 소프트웨어, X-SEA
■개발 및 공급 엑스구조공학, 02-2049-60740, www.x-structure.com■주요 특징 프리&포스트프로세스 GID 12를 이용하여 FAST 8 터빈하중과 환경하중에 의하여 해상풍력지지 구조물 정동적 해석 및 피로해석을 하고 해외 설계기준(API, DNV, Eurocode, ISO, NORSOK)에 의한 응력을 검토할 수 있는 해상풍력 지지구조물 및 해양구조물 해석 소프트웨어■제품 구성 X-Offshore, FAST 8, X-FAST, X-offshore+X-FAST 전부 4개의 모듈로 구성
■개발 및 공급 엑스구조공학, 02-2049-60740, www.x-structure.com■주요 특징 프리&포스트프로세스 GID 12를 이용하여 FAST 8 터빈하중과 환경하중에 의하여 해상풍력지지 구조물 정동적 해석 및 피로해석을 하고 해외 설계기준(API, DNV, Eurocode, ISO, NORSOK)에 의한 응력을 검토할 수 있는 해상풍력 지지구조물 및 해양구조물 해석 소프트웨어■제품 구성 X-Offshore, FAST 8, X-FAST, X-offshore+X-FAST 전부 4개의 모듈로 구성
해상풍력 산업은 해양유전 관련 기술이 해상풍력 지지구조물에 실용화되면서 최근 급속한 속도로 발전해 왔다. 이러한 해상풍력 산업은 해양 구조물의 기본설계, 제작, 운송 및 설치에 관한 다양한 엔지니어링 기술이 요구된다. X-SEA는 XFINAS에 기초하여 해상풍력 및 해양구조물 전용 소프트웨어로 확장 개발되었다. 영국 런던의 임페리얼 칼리지(Imperial College)에서 초기 버전 FINAS는 AIT 및 건국대 학교에서 선형 및 비선형 동적 해석 버전인 XFINAS(eXtended FINAS)로 확장되어 재개발되었으며 한국전산구조공학회 및 CIMNE의 공식적인 검증을 받았다.엑스구조공학에서는 GID 12 그래픽 시스템을 이용하여 프리포스트 X-FAST 8(미국 신재생연구소 NREL의 풍력 터빈하중 계산 소프트웨어)을 개발하여 해상풍력 지지 구조물 해석 및 설계 소프트웨어 X-SEA 2.0에 탑재하였다.그래픽에 의한 X-FAST 8은 많은 터빈하중 케이스를 자동 계산하여 정동적/동수역학 해상풍력 구조해석을 한 시스템에서 수행한 후 해외 설계 기준(API, DNV, Eurocode, ISO, NORSOK)에 의한 코드 체킹을 할 수 있다.설계기준에 의한 응력집중계수(SCF)를 자동계산하여 주파수 영역 및 시간영역에서 피로손상 및 수명을 그래픽을 이용하여 단 한번의 실행으로 쉽게 계산할 수 있는 기능을 가지고 있다. X-SEA는 인텔의 PARDISO 솔버를 이용하여 64비트 및 병렬 처리가 가능하여 계산 속도를 향상시켰다.
X-SEA는 X-Offshore, FAST 8, X-FAST X-offshore+X-FAST 전부 4개의 모듈로 구성되어 있다. X-offshore는 터빈하중을 제외 한 오일&가스 산업의 해양구조물 해석 및 설계를 할 수 있는 프로그램이며, FAST는 GID 12를 이용하여 NREL FAST 8 자체의 터빈 공기력을 계산하는 프로그램이며, X-FAST 8은 X-SEA의 프리&포스트를 이용하여 해상풍력 구조물의 모델을 쉽게 생성하고 무제한의 하중 케이스까지 산출하여 시각화한 프로그램이며, X-Offshotre +FAST는 X-FAST에 의하여 개발된 하중을 자동으로 X-offshore에 전달하여 해상풍력 지지구조물을 쉽게 해석 및 설계할 수 있는 프로그램이다.주요 기능X-SEA 해양환경하중해상풍력 지지구조물을 설계할 때, 내용 연수를 통해 계속해서 작용하는 가장 중요한 하중은 터빈하중, 폭풍시의 바람과 파랑에 의한 하중이다. 이외에 하중으로 해류하중, Marine Growth, 지진하중, 부력 등 설계기준에 의한 각종 하중들이 탑재되어 있다.
풍하중구조물에 작용하는 풍하중은 풍속, 구조물의 방향, 구조물 및 그 부재의 공기 동력학적 특성의 함수이다. 풍하중 계산을 위한 난류는 Von Karman, Harris 및 Kaimal 스펙트럼이 탑재되어 계산된다.
파랑하중파랑하중의 계산에는 2가지 방법이 있다. 소위 말하는 재현주기 50년 또는 100년에 해당하는 설계파고를 택하여 파랑하중이 최대치가 되는 위상에서 파랑이론에 의한 규칙파의 파랑하중을 계산하는 방법과 해상의 불규칙 파랑의 확률적 분포를 구하고 이를 이용하여 통계적 방법으로 각 주기에 대해 파랑하중을 계산하는 스펙트럼 분석 방법이 있다. 부재에 작용하는 전체 외력을 구하기 위해서는 모리슨(Morison) 방정식이라고 불리는 파랑의 진행방향으로 외력을 산정한다. 구조물의 직경(D)과 파랑의 파장(L)의 D/L>0.2인 경우의 대형 콘크리트 지지구조물인 경우 파랑회절이론에 의하여 계산된다.
▲ 해상풍력 지지구조물에 작용하는 X-SEA 환경하중
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작성일 : 2016-01-04