역학 기반 이산 사건 시뮬레이션을 위한 다물체계 동역학 커널 개발

구남국,조아라,Martin Friebe,이규열,노명일 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.11

There are several kinds of mechanical systems that are under event-triggered conditions. For the dynamic analysis of such mechanical systems, a simulation program that can generate equations of motion for mutibody systems in the discrete-event simulation framework was developed. For complex multibody systems, a dynamics kernel was developed to generate the equations of motion for multibody systems based on multibody dynamics. To generate the equations of motion, the recursive formulation method was used. Using the developed dynamics kernel, the dynamic responses of multibody systems can be carried out under continuous conditions. The general multibody dynamics kernel, however, cannot deal with discontinuous-state variables and event-triggered conditions. The multibody dynamics kernel, therefore, was integrated into the discrete-event simulation program to deal with multibody systems in discontinuous environments. The discrete-event simulation program was developed based on the discrete-event system specification (DEVS) formalism, which is a modular and hierarchical formalism for analyzing systems under event-triggered conditions.

해상 크레인을 이용한 해상풍력발전기의 이송 및 설치 시뮬레이션

구남국,Gu, Nam-Guk 한국전산구조공학회 2013 전산구조공학 Vol.26 No.2

착용식 로봇 제어를 위한 Impedance Control의 시뮬레이션 및 실험적 고찰

구남국,권정한,차주환,이규열 제어로봇시스템학회 2010 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.2010 No.5

부유식 해상 풍력 발전기의 Tower Top 및 Rotor Shaft에 작용하는 동적 하중 계산

구남국,노명일,이규열,Ku, Nam-Kug,Roh, Myung-Il,Lee, Kyu-Yeul 한국전산구조공학회 2012 한국전산구조공학회논문집 Vol.25 No.5

In this study, we calculate dynamic constrained force of tower top and blade root of a floating offshore wind turbine. The floating offshore wind turbine is multibody system which consists of a floating platform, a tower, a nacelle, and a hub and three blades. All of these parts are regarded as a rigid body with six degree-of-freedom(DOF). The platform and the tower are connected with fixed joint, and the tower, the nacelle, and the hub are successively connected with revolute joint. The hub and three blades are connected with fixed joint. The recursive formulation is adopted for constructing the equations of motion for the floating wind turbine. The non-linear hydrostatic force, the linear hydrodynamic force, the aerodynamic force, the mooring force, and gravitational forces are considered as external forces. The dynamic load at the tower top, rotor shaft, and blade root of the floating wind turbine are simulated in time domain by solving the equations of motion numerically. From the simulation results, the mutual effects of the dynamic response between the each part of the floating wind turbine are discussed and can be used as input data for the structural analysis of the floating offshore wind turbine. 본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.

Verification of Projection Welding Quality through Image Learning

구남국,박영도,고미혜 대한용접·접합학회 2019 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2019 No.5

해상 크레인을 이용한 해상 풍력 발전기의 다물체계 동역학 설치 해석

구남국,하솔,김기수,노명일,Ku, Nam-Kug,Ha, Sol,Kim, Ki-Su,Roh, Myung-Il 한국전산구조공학회 2013 한국전산구조공학회논문집 Vol.26 No.4

신재생, 친환경 에너지에 대한 관심의 증가로 최근 상당수의 풍력 발전기가 설치되고 있다. 특히, 육상과 달리 부지 확보의 어려움도 없고 고품질의 바람을 얻을 수 있다는 점에서 해상 풍력 발전기가 더욱 주목을 받고 있다. 이와 같은 장점을 가진 해상 풍력 발전기는 육상의 조선소 등에서 제작된 후, 해상 크레인을 이용하여 운용 지점까지 이송되어 설치되는데, 이때 그 크기의 거대함과 고가라는 이유로 무엇보다 안전이 보증되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치 시 안전성을 보증하기 위한 근거로서, 다물체계 동역학 기법을 활용하여 해상 크레인에 연결된 해상 풍력 발전기의 동역학 해석을 수행하였다. 그 결과, 본 기법이 해상 풍력 발전기의 이송 및 설치방법에 대한 검증용으로 충분히 활용 가능함을 확인할 수 있었다. Recently, a number of wind turbines are being installed due to the increase of interest in renewable, environment-friendly energy. Especially, an offshore wind turbine is being watched with keen interest in that it has no difficulty in securing a site and can get high quality of wind, as compared with a wind turbine on land. The offshore wind turbine is transferred to and installed on the site by an offshore floating crane after it was made in a factory on land such as shipyard. At this time, it is important to secure the safety of the turbine because of its huge size and expensive cost. Thus, a dynamic analysis of the offshore wind turbine which is connedted with the offshore floating crane was performed based on the multibody systems dynamics in this study. As a result. it is shown that the analysis can be applied to verify the safety of a method for the transportation and installation of the offshore wind turbine suspended by the crane.

다물체계 동역학 기반의 해상크레인을 이용한 선박 진수 사례 시뮬레이션

구남국,하솔,이규열,노명일 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

There are several kinds of mechanical systems that are under event-triggered conditions. For the dynamic analysis of such mechanical systems, a dynamics kernel that can generate equations of motion for mutibody systems in the simulation program was developed. For complex multibody systems, a multibody dynamics kernel was developed to generate the equations of motion for multibody systems. To generate the equations of motion, the recursive formulation method was used. Using the developed dynamics kernel, the dynamic responses of multibody systems can be carried out. For the dynamic response analysis, an external force calculation module was developed. The developed module calculates the hydrostatic force considering the nonlinear effects and the linearized hydrodynamic force by using the 3D Rankine panel method for the forces exerted on the floating crane. The kernel can also be used for the dynamic response analysis of a general multibody system operating in ocean waves. With the use of the dynamics kernel developed in this paper, a dynamic response simulation of lunching process of the ship using two floating crane was carried out.

해상 시추선의 Heave Compensation System의 동적 거동 해석

구남국,조아라,박광필,이규열,노명일 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5

본 논문에서는 해상 시추선의 heave compensation system의 동적 거동 해석을 수행 하켰다. 우선 시뮬레이션을 위하여, 다물체계 동역학 kernel을 개발하였다. 다물체계 동역학 kernel은 입력 받은 heave compensation system 시뮬레이션 모델의 운동학적 정보를 이용하여 recursive Newton-Euler formulation 방법을 기반으로 운동방정식을 지동으로 구성하고, 수치적으로 해를 계산하는 기능을 한다. 그리고 해상 시추선에 작용하는 외력을 계산하기 위하여 유체 정역학적 힘과 유체 동역학적 힘을 계산하는 모듈을 개발하였다. 또한 heave compensation system의 기능을 시뮬레이션 하기 위하여 유공압 힘을 계산할 수 있는 모듈을 개발하였다. 이와 같이 개발한 커널과 모듈들을 적용하여 해상 시추선의 hoisting system 동적 거동 해석을 수행하고, 관절에서의 구속력을 계산하였다.

최적 러그 배치를 위한 골리앗 크레인의 와이어 로프와 선체 블록간의 동적 접촉력 계산

구남국,노명일,차주환,Ku, Nam-Kug,Roh, Myung-Il,Cha, Ju-Hwan 한국전산구조공학회 2012 한국전산구조공학회논문집 Vol.25 No.5

In this study, dynamic load and dynamic contact force between a building block and wire ropes of a goliath crane are calculated during lifting or turn-over of a building block for the design of an optimal lug arrangement system. In addition, a multibody dynamics kernel for implementing the system were developed. In the multibody dynamics kernel, the equations of motion are constructed using recursive formulation. To evaluate the applicability of the developed kernels, the interferences and dynamic contact force between the building block and wire ropes were calculated and then the hull structural analysis for the block was performed using the calculation result. 본 연구에서는 선체 블록의 운반 작업 중 발생하는 동적 하중 및 골리앗 크레인의 와이어 로프(wire rope)와 선체 블록간의 동적 접촉력을 고려한 최적 러그 배치 시스템을 설계하고, 다물체계 동역학 커널과 외력 계산 커널을 개발하였다. 다물체계 동역학 커널은 recursive formulation을 이용하여 운동 방정식을 구성하였고, 외력 계산 커널은 비선형 유체 정역학적 힘, 선형 유체 동역학적 힘, 풍력, 계류력을 계산할 수 있다. 개발된 커널의 효용성을 검증하기 위해, 이를 이용하여 와이어 로프와 블록간의 간섭과 이때 작용하는 동적 접촉력을 계산하였고, 마지막으로 계산 결과를 반영하여 러그가 부착된 블록에 대한 구조 해석을 수행하였다.

해상크레인으로 인양하는 중량물의 Tagline 제어를 위한 다물체계 동역학 시뮬레이션 및 실험

구남국,이규열,권정한,차주환,함승호,하솔,박광필,Ku, Nam-Kug,Lee, Kyu-Yuel,Kwon, Jung-Han,Cha, Ju-Hwan,Ham, Seung-Ho,Ha, Sol,Park, Kwang-Phil 한국시뮬레이션학회 2010 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.19 No.1

This paper describes tagline PD control for reduction of motion for the heavy cargo(load) suspended by a floating crane. The equations of motion are set up considering the 6-degree-of-freedom floating crane and the 6-degree-of-freedom load based on multi-body system dynamics. The tagline mechanism is applied to floating crane to control motion of the heavy cargo(load). The winch, mounted on the deck of floating crane, is used to control the tension of tagline. To generate control force, PD control algorithm is applied. Numerical simulation and experiment is executed to verify the tagline control mechanism. The numerical simulation and experiment shows that the tagline control mechanism reduces the motion of the load suspended by a floating crane.