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지표 인접 영역의 풍속 프로파일에 대한 제언 KCI 등재

A Proposal to Wind Speed Profile in the Vicinity of Ground Surface

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/437864
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한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)
한국풍공학회 (Wind Engineering Institute of Korea)
초록

대기 경계층은 특히 마찰로 인한 난류 운동 에너지 소산이 점성 하위층(VS)을 지배하는 표면 근처에서 대기의 자유 전단과 표면 마찰 사이의 복잡한 상호 작용에 의해 결정된다. 또한 로그 프로파일이 공존하며 마찰에 의해 난류가 재생되기도 한다. 현재 일 반적으로 공학적 목적으로 대기 경계층 내의 평균 풍속 프로파일은 표면 근처의 일정한 풍속을 가정하여 지수 법칙 또는 로그 법칙을 사용하여 모델링되는 경우가 많다. 그러나 증발, 복사 등의 열역학적 과정 외에 지표 부근 대기의 움직임에 의해 크게 영향을 받는 현 상을 분석하기 위해서는 지표 부근 풍속 프로파일에 대한 정의가 요구된다. 이에 본 연구에서는 난류 경계층에 대한 이전 연구의 이론 및 실험 결과를 활용하여 표면 거칠기를 고려한 VS 및 완충층 내의 풍속 프로파일을 제안하였다.

The atmospheric boundary layer is determined by the complex interaction between free shear in the atmosphere and surface friction, particularly in the vicinity of the surface where turbulent kinetic energy dissipation due to friction dominates the Viscous Sublayer (VS), and a fully-turbulent layer (or log-layer; LL) coexists, where turbulence is regenerated by friction. For engineering purposes, the mean wind speed profile within the atmospheric boundary layer is often modeled using either the exponential or logarithmic law, assuming a constant wind speed near the surface (within 10 meters). Therefore, to analyze phenomena greatly influenced by the movement of the atmosphere near the surface, in addition to thermodynamic processes such as evaporation and radiation, a definition of the near-surface wind speed profile is needed. In this study, we propose wind speed profiles within the VS and Buffer Layer, considering surface roughness, utilizing theoretical and experimental results from previous studies on turbulent boundary layers.

목차
Abstract
요 약
I. 서 론
II. 대기 경계층의 특성
    2.1 대기층의 일반 구조와 특성
    2.2 경계층의 특성
III. 경계층 유동 모형 분석
    3.1 경계층 하부 구조의 유동 모형
    3.2 고체면 거칠기를 고려한 유동 모형
    3.3 현행 적용 경계층 유속 프로파일
IV. 지표면 근처 대기 경계층 유속 프로파일 제안
    4.1 Euro Code 풍속 프로파일의 확장 분석
    4.2 로그 풍속 프로파일의 확장
VI. 결론 및 논의
감사의 글
참고문헌
저자
  • 이승수(충북대학교 토목공학부 교수) | Lee Sungsu Corresponding author
  • 이슬기(충북대학교 내풍방재 연구센터, 공학박사) | Lee Seulgi
  • 엄정아(충북대학교 내풍방재 연구센터, 공학박사) | Um Jungah