해상풍력 발전기용 Monopile의 신뢰성기반 최적설계

설계요구사항
  • 지지구조물의 중량 최소화
  • 지지구조물의 축하중 지지력 조건 만족
  • 지지구조물의 굽힘모멘트 지지력 조건 만족
  • 지지구조물의 피로하중 지지력 조건 만족
설계 문제 정식화
  • 설계변수 (6)
    Cone Angle
    Length of Grout
    Pile Outer Radius
    Sleeve Outer Radius
    Wall Thickness of Pile
    Wall Thickness of Sleeve
  • 목적함수 (1)
    Mass of Transition Piece 최소화
  • 구속조건 (10)
    Geometric 조건 만족 (2)
    Ultimate Limit State 조건 만족 (5)
    Fatigue Limit State 조건 만족 (3)
해석 및 설계 소프트웨어 

  • 해석 : In-house Code
  • 설계 : PIAnO
최적설계 절차 

  1. 자동화 후, 산포 해석
  2. 신뢰성 기반 최적설계 수행
최적설계 결과 

  • 모든 Reliability가 90% 이상 만족하면서 초기모델 대비 Mass 약 21% 감소