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해상풍력터빈용 모노파일 지지 구조체의 고유 진동수 추정 시스템으로서,상기 모노파일 지지 구조체와 관련된 변수들을 산출하여 전송하는 연산 유닛,상기 변수들을 전송받아 상기 모노파일 지지 구조체에 포함된 부품들 간의 구조물 경계 조건을 산출해 전송하는 조건 산출 유닛,상기 구조물 경계 조건을 전송받아 상기 모노파일 지지 구조체의 고유 진동수를 산출하는 고유진동 산출 유닛, 및상기 고유 진동수를 수신하여 상기 모노파일 지지 구조체의 상태를 판단하는 모니터링 유닛을 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제1항에 있어서,상기 모노파일 지지 구조체는,그 폭이 위로 갈수록 좁아지는 형상을 가지는 타워부, 및상기 타워부 아래에 위치하여 상기 타워부에 접하여 상기 타워부를 지지하는 모노파일부를 포함하고,상기 연산 유닛은,상기 타워부, 상기 모노파일부, 상기 타워부, 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부, 및 상기 타워부의 양 측면의 제1 연장선들과 상기 모노파일부 하단의 제2 연장선이 만나서 형성되는 가상의 삼각형부 각각의 관성모멘트를 산출하는 관성모멘트 연산부를 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제2항에서,상기 연산 유닛은, 상기 타워부, 상기 모노파일부, 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부, 및 상기 타워부의 양 측면의 제1 연장선들과 상기 모노파일부 하단의 제2 연장선이 만나서 형성되는 가상의 삼각형부 각각의 단면적을 산출하는 관성모멘트 연산부를 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제2항 또는 제3항에서,상기 타워부의 양 측면은 상기 타워부의 중심축을 기준으로 상호 맞은 편에 위치한 고유 진동수 추정 시스템
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제3항에 있어서,상기 연산 유닛은 상기 타워부의 상기 횡 방향 변위를 하기의 수학식으로 산출하는 횡 방향 변위 연산부를 더 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제3항에 있어서,상기 연산 유닛은 상기 모노파일부의 상기 횡 방향의 변위를 하기의 수학식으로 산출하는 모노파일 횡 방향 변위 연산부를 더 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제3항에 있어서,상기 해상풍력터빈은 상기 타워부 위에 위치한 발전기를 포함하고,상기 발전기를 말단 질량으로 가정하고, 상기 모노파일부의 하단을 스프링으로 가정하는 경우, 상기 병진 스프링 상수를 선정하는 스프링 상수 연산부를 더 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제7항에 있어서상기 스프링 상수 연산부는 하기의 수학식을 만족하는 회전스프링 상수 KR1을 더 출력하는 고유 진동수 추정 시스템
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제2항에 있어서,상기 조건 산출 유닛에서 상기 경계 조건은 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부에 설정하고, 상기 타워부의 휨 모멘트 경계 조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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제9항에 있어서,상기 타워부에 질량부가 없는 경우의 전단력 경계 조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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11
제9항에 있어서,상기 타워부에 질량부가 있는 경우의 전단력 경계 조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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12
제9항에 있어서상기 모노파일부의 변위 경계 조건은 KT1을 무한대로 즉 고정단으로 설정할 때 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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13
제9항에 있어서상기 타워부에 질량부가 있는 경우, 상기 모노파일부의 휨 모멘트 경계 조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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제12항에 있어서상기 모노파일부의 회전 경계 조건은 KR1을 무한대로 즉 고정단으로 설정할 때 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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제13항에 있어서상기 타워부에 질량부가 있는 경우, 상기 모노파일부의 전단력 경계 조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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16
제1항에 있어서,상기 조건 유닛에서 상기 연속조건은 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부에 대해 설정하고, 상기 경계부에서의 변위 연속조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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17
제16항에 있어서,상기 경계부의 회전각 연속조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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18
제16항에 있어서,상기 경계부에서의 휨 모멘트 연속조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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19
제16항에 있어서,상기 경계부에서 전단력 연속조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 시스템
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20
제1항에 있어서,상기 고유진동 산출 유닛은 상기 연산 유닛과 상기 조건 유닛에서 상기 모노파일 지지 구조체의 파라미터 및 조건을 수신하고,상기 파라미터 및 상기 조건으로 하기의 수학식을 만족하는 변수 값을 산출하는 변수 산출부를 더 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제1항에 있어서,상기 고유진동 산출 유닛은 상기 타워부에 질량부가 있는 경우, 상기 연산 유닛과 상기 조건 유닛에서 상기 모노파일 지지 구조체의 파라미터 및 조건을 수신하고,상기 파라미터 및 상기 조건으로 하기의 수학식을 만족하는 변수 값을 산출하는 변수 산출부를 더 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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제21항에 있어서,상기 변수 값을 수신하여 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수를 산출하여 모니터링 유닛에 전송하는 고유 진동수 추정 시스템
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제1항에 있어서,상기 모니터링 유닛은,상기 고유진동 산출 유닛의 고유 진동수 데이터를 수신하는 감지부,상기 감지부가 수신한 데이터를 정상, 주의, 또는 손상 중 어느 한 상태로 해석하는 해석부, 및상기 해석된 데이터를 사용자에게 알리는 알람부를 포함하는 고유 진동수 추정 시스템
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해상풍력터빈 모노파일 지지 구조체의 고유 진동수 추정 방법으로서,연산 유닛에서 타워부와 모노파일부의 해석방법을 구성하는 단계,조건 산출 유닛에서 상기 타워부 및 상기 모노파일부의 경계 조건을 적용하는 단계,상기 조건 산출 유닛에서 상기 타워부와 상기 모노파일부 접합부에 연속조건을 적용하는 단계,고유진동 산출 유닛에서 상기 해석방법, 상기 경계 조건, 상기 연속조건으로 모노파일 지지 구조체를 해석하는 해석단계,상기 고유진동 산출 유닛에서 상기 해석단계를 통하여 고유 진동수 산출용 변수를 산출하고, 상기 고유 진동수를 산출하는 단계 그리고모니터링 유닛에서 상기 고유 진동수를 모니터링하여 사용자 등에게 알리는 단계를 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제24항에 있어서,상기 모노파일 지지 구조체는,그 폭이 위로 갈수록 좁아지는 형상을 가지는 타워부, 및상기 타워부 아래에 위치하여 상기 타워부에 접하여 상기 타워부를 지지하는 모노파일부를 포함하고,상기 연산 유닛에서 타워부와 모노파일부 각각의 해석방법을 구성하는 단계는,상기 타워부, 상기 모노파일부, 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부, 및 상기 타워부의 양 측면의 제1 연장선들과 상기 모노파일부 하단의 제2 연장선이 만나서 형성되는 가상의 삼각형부 각각의 관성모멘트를 산출하는 관성모멘트 연산으로 각각의 해석방법을 구성하는 단계를 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제25항에서,연산 유닛에서 타워부와 모노파일부 각각의 해석방법을 구성하는 단계는,상기 타워부, 상기 모노파일부, 상기 타워부, 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부, 및 상기 타워부의 양 측면의 제1 연장선들과 상기 모노파일부 하단의 제2 연장선이 만나서 형성되는 가상의 삼각형부 각각의 단면적을 산출하는 관성모멘트를 연산하는 방법을 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제25항 또는 제26항에서,상기 타워부의 양 측면은 상기 타워부의 중심축을 기준으로 상호 맞은 편에 위치한 고유 진동수 추정 방법
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제26항에 있어서,상기 연산 유닛에서 타워부와 모노파일부의 해석방법을 구성하는 단계는,상기 타워부의 상기 횡 방향 변위를 하기의 수학식으로 산출하는 횡 방향 변위 연산부를 더 포함하는 고유 진동수 추정 방법을 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제26항에 있어서,상기 연산 유닛에서 타워부와 모노파일부의 해석방법을 구성하는 단계는,상기 연산 유닛에서 상기 모노파일부의 상기 횡 방향의 변위를 하기의 수학식으로 산출하는 모노파일 횡 방향 변위를 연산하는 방법을 더 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제26항에 있어서,상기 해상풍력터빈은 상기 타워부 위에 위치한 발전기를 포함하고,상기 발전기를 말단 질량으로 가정하고, 상기 모노파일부의 하단을 스프링으로 가정하는 경우, 상기 연산부에서 상기 병진 스프링 상수를 선정하는 스프링 상수를 연산하는 방법을 더 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제30항에 있어서상기 스프링 상수를 연산하는 방법은 하기의 수학식을 만족하는 회전스프링 상수 KR1을 더 출력하는 고유 진동수 추정 방법
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제25항에 있어서,조건 산출 유닛이 상기 타워부 및 상기 모노파일부의 경계 조건을 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계에 설정하는 단계 그리고상기 타워부의 휨 모멘트 경계 조건은 하기의 수학식을 만족하는 타워부 경계 조건 산출 방법을 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제32항에 있어서,상기 타워부의 질량부가 없는 경우의 전단력 경계 조건 산출단계는 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제32항에 있어서,상기 조건 산출 유닛에서 상기 타워부에 질량부가 있는 경우의 전단력 경계 조건을 산출하는 단계는 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제32항에 있어서,상기 모노파일부의 변위 경계 조건은 KT1을 무한대로 즉 고정단으로 설정할 때 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제32항에 있어서상기 타워부에 질량부가 있는 경우, 조건 산출부에서 상기 모노파일부의 휨 모멘트 경계 조건을 추출하는 단계, 그리고 상기 모노파일부의 휨 모멘트 경계 조건 추출단계는 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제35항에 있어서,상기 모노파일부의 회전 경계 조건을 산출하는 단계는 KR1을 무한대로 즉 고정단으로 설정할 때 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제36항에 있어서상기 타워부에 질량부가 있는 경우 모노파일부의 전단력 경계 조건을 산출하는 단계는 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제24항에 있어서,상기 조건 유닛에서 상기 연속조건을 상기 타워부와 상기 모노파일부의 경계부에 대해 설정하는 단계에서,상기 경계부에서의 변위 연속조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법을 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제39항에 있어서,상기 연속조건 설정 단계는, 상기 경계부의 회전각 연속조건을 산출하고, 상기 경계부의 회전각 연속조건을 산출하는 단계는 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제39항에 있어서,상기 연속조건 적용 단계에서 상기 경계부의 휨 모멘트 연속조건을 산출하는 단계는 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제39항에 있어서,상기 경계부의 전단력 연속조건은 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수 추정 방법
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제24항에 있어서,상기 고유진동 산출 유닛이 상기 연산 유닛과 상기 조건 유닛에서 상기 모노파일 지지 구조체의 파라미터 및 조건을 수신하는 단계는,변수 산출부에서 상기 파라미터 및 상기 조건으로 하기의 수학식을 만족하는 변수 값을 산출하는 단계를 더 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제24항에 있어서,상기 타워부에 질량부가 있는 경우, 상기 고유진동 산출 유닛에서 상기 연산 유닛과 상기 조건 유닛에서 상기 모노파일 지지 구조체의 파라미터 및 조건을 수신하는 단계 그리고변수 산출부에서 상기 파라미터 및 상기 조건으로 하기의 수학식을 만족하는 변수 값을 산출하는 단계를 더 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제44항에 있어서,상기 변수 산출부에서 상기 변수 값을 수신하여 하기의 수학식을 만족하는 고유 진동수를 산출하는 단계 그리고 수신한 고유 진동수를 모니터링 유닛에 전송하는 단계를 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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제24항에 있어서,상기 모니터링 유닛은,상기 고유진동 산출 유닛의 고유 진동수 데이터를 수신하는 단계,상기 감지부가 수신한 데이터를 정상, 주의, 또는 손상 중 어느 한 상태로 해석하는 단계, 그리고상기 해석된 데이터를 사용자에게 알리는 단계를 포함하는 고유 진동수 추정 방법
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