우리나라는 삼면이 바다이며 북쪽과 동쪽으로 산지가 위치하고 서쪽으로는 평탄한 지리적 특성을 가진다. 또한 계절풍, 태풍 등의 바람이 지리적 특성으로 인하여 지역마다 풍향별 풍속이 다르다. 그러나 건축구조기준(이하 KDS 41 12 00: 2019)은 전풍향에 대 해 동일한 풍속을 적용한다고 규정하였고, 이것은 상대적으로 약한 풍향에 대해 과다한 풍속을 적용할 수 있다. 이런 점을 고려하여 건 축구조기준(이하 KDS 41 12 00: 2022)에서는 합리적인 설계를 위해 풍향계수를 적용한다. 본 연구는 8개소를 대상으로 10년간의 자 료를 수집하여 사용성 평가를 위한 1년 재현기대풍속과 풍향계수를 산출하였다. 선행 연구된 논문에서 사용성 평가를 위한 1년 재현 기대풍속과 풍향계수를 산출하였으나, 이는 기상청에서 제공하는 일최대풍속으로 산출하였기 때문에 누락되는 풍속이 있을 수 있다고 판단되었다. 따라서 분풍속을 이용하여 모든 풍향의 일최대풍속을 구하였고, Weibull 분포를 통해 재현기대풍속을 산출하였다. 최종적 으로 기상청에서 제공하는 일최대풍속으로 구한 풍향계수와 분풍속으로 구한 일최대풍속의 풍향계수를 비교하여 지역별 풍향계수의 경향 및 두 방법의 차이점에 대해 분석하였다.

우리나라의 바람은 계절풍, 태풍, 저기압 전선풍으로 나눌 수 있다. 또한 우리나라는 산지가 많고 삼면이 바다로 둘러싸인 지 리적인 특성도 갖고 있다. 이로 인해 각 지역의 풍향마다 풍속이 균일하게 불어오지 않는다. 내풍설계 시 사용하는 풍속은 건축구조기 준에 규정된 100년 재현기대풍속을 전풍향에 대해 동일하게 사용한다. 이 값은 풍향을 고려하지 않기 때문에 다소 보수적인 설계가 될 수 있다. 이 연구에서는 10개 지역을 대상으로 16풍향에 대한 분풍속을 수집하여 풍향별 100년 재현기대풍속을 산출하였다. 기상청에 서 수집한 자료를 균질하게 하기 위해 풍향별로 유효높이를 고려하였고, 지표면조도구분을 하는 방법으로 가스트계수방법과 목측방법을 사용하였다. 풍향별 100년 재현기대풍속을 산정하기 위한 확률분포는 Gumbel분포를 사용하였고, 경험적 초과확률로는 Hazen방법 을 이용하였으며, Gumbel분포와 Hazen방법의 적합성은 적합성평가함수에 의해 판단하였다. 이것을 토대로 각 지역의 풍향계수를 산출하였고, 풍향계수의 비교를 통해 지역별, 풍향별 풍속의 특성을 파악하였다.

KBC-2016에서는 건축물 구조안전성 검토를 위한 100년 재현기대풍속은 지역별로 명시하고 있다. 하지만 사용성 평가를 위 한 재현기대풍속은 지역별로 명확히 제시하고 있지 않다. 보다 합리적인 사용성 평가를 위해서는 1년 재현기대풍속을 규정할 필요가 있다. 또한 한반도의 지리적 특성상 풍속은 풍향과 지역의 영향을 강하게 받기 때문에 풍향을 고려할 필요가 있다. 이 연구는 최근 10 년간의 일최대풍속을 이용하여 75개 지역 풍향별 1년 재현기대풍속 및 풍향계수를 추정하였다. 일최대풍속의 확률분포는 Weibull분포 를 사용하였다. 최종적으로, 이 연구의 풍향별 1년 재현기대풍속과 선행연구결과를 비교하여 한반도의 풍향별 풍속의 변화 경향도 파 악하였다.

This study aims to analyze the effects of 4 directions of wind, wind speed, year of construction of slate roofs, installation area and other factors on the concentration and size distribution of airborne fiber particles in farmhouses with a slate roof containing asbestos. Airborne fiber particle samples were collected from the air in six houses with a slate roof containing asbestos using a high flow rate pump (10 L/min) for 2 hours, three times a day with a different condition, 72 times in total. The airborne fiber particle concentrations were measured using a phase contrast microscope, and the size of fiber particles of 72 samples in total was estimated using the mean value of those in each sample measured at 100 with a field of view. The total average concentration of fiber particles collected from in the air in four directions of the targeted farmhouses was 2.83 fiber/L, and its maximum concentration was 5.75 fiber/L, which means that among all samples there was no place that exceeded 10 fiber/L, a recommended indoor air quality standard. The average size of the fiber particles was 11.55 μm, and the maximum size was 40 μm. A multiple regression analysis of factors affecting the concentration and size of fiber particles in the air collected from the farmhouses with a slate roof containing asbestos found that the closer to the main wind direction (p<0.001) and the faster the average wind speed (p<0.05), the fiber particles concentration became significantly higher. In this case, the coefficient of determination was 52.8%. It was also found that the wider the total area of the slate roof (p<0.001) and the slower the average wind speed (p<0.05), the longer the fiber particles; the coefficient of determination for this finding was 19.6%. The concentration of fiber particles in the air of farmhouses with a slate roof appeared to be the highest under the main wind direction, and became significantly higher as the wind speed became faster. This proved that fiber particles were leaked from the slate roof. The size of the fiber particles became significantly longer as the area of the slate roof became wider and the wind speed became slower.

주풍에 따른 강수의 산성도, 전기전도도, 이온 성분의 변화를 알아보기 위하여 2009년 부산지역 강수를 분석하였다. 부산지역에서는 남서풍과 북동풍이 우세하게 나타났다. 주풍이 서풍인 경우, 강수의 산성도는 약 pH 7로 중성으로 나타났으나 전기전도도는 약 200 μscm-1로 다른 풍향에 비해 월등히 높게 나타나 강수에 이온성분이 많이 함유된 것을 알 수 있었다. 양이온 K+와 음이온 Cl-가 다른 이온에 비해 높게 나타났으며, 북풍과 남서풍이 불 때 다른 풍향에 비해 전체적으로 높은 농도로 나타났다. 산성비의 주 원인물질인 NO3-/SO42-의 구성비는 북풍에서 3 이상으로 월등히 높은 값이 나타났다. 다른 풍향에 비해 북동풍, 동풍, 남서풍, 서풍에서의 K+의 중화기여도는 전체적으로 1 이상으로 높은 값을 나타내었는데, 이는 산성이온을 중화시키는데 있어서 알카리성 이온인 K+의 중화기여도가 크게 작용하였음을 알 수 있다. 또한 해염입자는 북풍, 북동풍, 남서풍에서 800 μsm-3 이상으로 다른 풍향에 비해 상대적으로 많은 양을 나타내었다. 역궤적 분석 결과, 북풍, 서풍, 북서풍계열에서는 봄, 가을, 겨울철에 만주, 내몽골 고원, 중국, 러시아 지역으로부터 공기덩어리의 이동을 볼 수 있었다. 반면, 동풍, 북동풍, 남서풍계열에서는 여름철에 해양으로부터 공기덩어리의 이동을 볼 수 있었다. 따라서 부산지역의 강수중 산성도, 전기전도도, 이온 성분 농도는 내륙과 연안해역의 특성을 가진 주풍에 의한 변동 특성을 잘 나타내고 있음을 알 수 있었다.

현행의 비정형 건축물과 고층 건축물의 풍하중 평가방법은 건축물의 진동모드로 선형모드를 사용하고, 1자유도 해석을 수행하기 때문에 고차모드 및 다자유도 해석에는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 개발된 방법은 풍압적분법이다. 풍압적분법은 층별 풍력을 산출하는 방법으로 비정형 및 다자유도 해석을 가능하게 한다. 하지만 풍압적분법에 의해 다자유도 해석을 수행할 경우 그 유효성을 직접적으로 검증할 수 있는 방법이 없다. 따라서 선행연구에서는 풍압적분법의 유효성을 검증하기 위해 건축물의 진동모드로 선형모드를 선택하여 하나의 풍향에 대한 풍압적분법과 기존의 풍동실험방법(풍력실험, 공력진동실험)에 의해 산출된 풍응답을 비교하였고, 그 결과 각 실험에 의한 풍응답이 모두 유사하게 나타났다. 선행연구결과는 하나의 풍향에 대한 결과이므로, 본 연구에서는 풍압적분법의 적용성을 높이기 위해 풍향변화에 따른 풍압적분법의 유효성 검증연구를 수행하였다. 그 검증대상은 풍력실험에 의해 산출된 풍응답과 비교하였다.

설계기본풍속은 100년 재현주기 풍속값으로 모든 풍향에 대하여 동일한 풍속을 사용하고 있으나 실제로 바람은 모든 방향에 대하여 동일하게 불어오는 것이 아니다. 이러한 점을 반영하여 기존 연구결과는 기상관측자료에 기인하여 16개 풍향에 대한 풍향계수 또는 풍향별 기본풍속을 제안하고 있다. 그러나 16개 풍향에 대한 풍향계수는 설계자가 검토해야 할 경우의 수가 너무 많다. 그리고 정밀설계를 위한 설계기준 강화시 16풍향에 대한 풍향계수는 기준에 도입하기 너무 복잡할 수 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 해석기법 중에 본 논문에서는 실무적으로 적용이 용이한 8풍향에 대해서 풍향계수를 검토하였다.

풍향 풍속 분포는 해파의 형성 및 발달과 밀접히 관련되어 있어 선박의 안전 운항에 있어서 매우 중요하다. 이 연구에서는 11년간(1985-1995년)의 ECMWF(유럽중기예보센터) 객관해석 자료를 이용하여 항행구역상 근해구역에서의 기후학적인 바람분포 특성을 월별로 조사, 분석하였다. 한후기인 10월에서 3월까지의 풍향분포는 거의 비슷하며, 1월은 풍속이 가장 강하다 북위 30도 이북의 북서 내지 서북서풍과 대만해협 및 남중국해의 북동풍은 지속적이고 매우 강한 특성을 보인다. 6-8월의 풍향분포는 거의 유사하며 남중국해에서의 남서 내지 남남서풍은 강하고, 남반구에서는 강한 남동무역풍이 존재한다 4월, 5월 및 9월은 전반적으로 약한 풍속분포를 보인다

풍향풍속계는 실시간으로 풍향과 풍속을 측정하는 기상관측기구로서 바람의 영향을 많이 받는 항만, 조선소, 해상구조물, 또는 건설현장에서 사용되는 크레인에 장착되어 작업가능 여부를 알리거나 전도 사고를 예방하기 위한 안전시스템과 연동되어 사용된다. 로드 셀형 풍향풍속계는 4개의 수풍부에 연결된 로드 셀의 하중 합을 이용하여 풍속을, 하중 비를 이용하여 풍향을 측정한다. 선행연구에 따르면, 풍향에 따른 인접한 두 수풍부의 하중 비는 날개 주위에 와류로 인해 불규칙한 값을 보이게 되며, 이는 풍향 오차를 증가시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 오차를 줄이기 위하여 세 가지 수풍부 형상에 따른 하중 비를 분석하고, 오차를 줄일 수 있는 수풍부 형상을 제시하고자 한다. 수풍부 형상에 따른 하중 비를 비교하기 위해 ANSYS CFX를 사용하여 유동해석을 수행하였으며, 설계변수로 0도에서 90도까지 11.25도 간격으로 9가지 풍향조건을 설정하였다.

풍향풍속계는 실시간으로 풍향과 풍속을 측정하는 기상관측기구로서 바람의 영향을 많이 받는 항만, 조선소, 해상구조물, 또는 건설현장에서 사용되는 크레인에 장착되어 작업가능 여부를 알리거나 전도 사고를 예방하기 위한 안전시스템과 연동되어 사용된다. 로드 셀형 풍향풍속계는 로드 셀을 이용하여 풍향 및 풍속을 측정하기 위한 것으로 4개의 날개에 연결된 로드 셀의 하중 합을 이용하여 풍속을, 하중 비를 이용하여 풍향을 측정한다. 본 연구에서는 하중 비와 풍향사이의 관계식을 도출하기 위하여 각각 이론적 접근, 해석적 접근, 실험적 접근 세 가지를 병행하여 결과를 비교 분석한다. 풍향을 설계변수로 설정하며, 해석 시 0˚에서 90˚까지 11.25˚ 간격으로 9가지 풍향조건을, 실험 시 10˚ 간격으로 10가지 풍향조건을 설정한다.

This paper proposes an efficient measurement system for the velocity and direction of the wind using the dual rotor wind power generator in vessel. Conventional digital measurement system recognizes the direction and the velocity of the wind using the electric compass or synchronous motor and Vane probe method using hall sensors. But each system has its own short-comings: the synchronous motor has a larger measurement error than the magnetic compass and magnetic compass is weak for the external disturbances such as fluctuation of the vessel. To compensate these short-comings, this paper proposes a new compensation algorithm for the fluctuation errors according to the external interference and the unexpected movement of the vessel along the roll and pitch directions. The proposed system is implemented with the dual compasses and a synchronous motor. The proposed independent power generation system can be operated by itself and can raise the efficiency of the wind power generation systems of 30 ~ 400 W installed along the vertical and horizontal axes. The proposed system also realizes the efficient and reliable power production system by the MPPT algorithm for the real-time recognition of the wind direction and velocity. An advanced switching algorithm for the battery charging system has been also proposed. Effectiveness of the proposed algorithm has been verified through the real experiments and the results are demonstrated.

A numerical study with Envi-met model is experimented to investigate the characteristics of wind pattern in apartment complex. In all case, most conditions such as wind speed, temperature, and surface features are considered as the same, but wind direction is the only different factor. The wind directions considered in this study have a meaning of prevailing wind direction. When the prevailing wind with the direction of 170° blows into the complex, the ventilation passage toward the outside of complex is formed and the stagnation of air is not expressed. In case of having the direction of 300°, most evident ventilation passages are composed. When the inflow wind direction is the northeast, 30°, there is some possibility of stagnation phenomenon. This is because the arrangement of buildings makes a right angle with the inflow wind direction.

본 글은 풍향별 바람 특성과 국지풍 바람에 의한 나타나는 질병을 문헌을 중심으로 검토하였다. 치눅은 눈먹는 바람이라 알려져 있다. 19세기 말 미국 몬태나에서 수분 내에 약 영하 -7.2℃에서 약 1.1℃로 온도가 올라가 12시간 내에 약 76cm의 눈을 녹였다고 한다. 이처럼 바람은 세계 곳곳에서 그 특성을 발휘하며, 주위의 환경을 변화시킨다. 바람의 역사는 바람이 부는 시기와 풍향에 수반되는 인류 건강의 역사로 간주할 수 있다. 특정 지역에서 고온의 서풍이 불게 되면 두통이나 피로감, 온난한 남풍이 불면 혈액 응고시간의 단축, 동풍이 불면 간질 등이 유발된다고 알려져 있다. 또한 바람은 피부 신경 반응계의 자극제로 작용한다. 인체의 피부 가까이에는 얇은 공기막이 존재하는데, 풍속이 강할 때는 공기막이 얇아진다, 그리고 풍속이 강할 때는 인간의 감정과 에너지가 강화된다. 즉. 뇌졸증 발작이나 경색증이 유발하고 혈압이 올라가게 된다. 고온 건조한 바람이 부는 경우에 세로토닌의 증가 아드레날린의 감소 등을 관찰할 수가 있다.