간행물
한국풍공학회지 KCI 등재 Journal of the Wind Engineering Institute of Korea
- 발행기관 한국풍공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 계간
- ISSN 1226-7872 (Print)2713-9514 (Online)
- 수록기간 1997 ~ 2024
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 531DDC 624
권호리스트/논문검색
제20권 제1호 (2016년 3월) 9건
특 집 기 사
1.
2016.03
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2.
2016.03
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화산 분화시 분출량과 분연주 높이는 기상 자료와 함께 화산재 확산에 미치는 영향이 큰 것으로 알려져 있다. 이에 대한 영향을 분석하기 위하여 유한 차분 명시적 방법과 오일러리안 기법 기반의 화산재 확산 모형인 FALL3D를 이용하여 수치해석을 실시 할 수 있는 화산재 확산 시뮬레이션 시스템을 개발하였다. FALL3D 시뮬레이션을 통한 화산재 확산 예측을 위해서는 풍향과 풍속 등의 기상 수치 자료가 필요하며 본 시뮬레이션 시스템은 한국 기상청의 UM(Unified Model) 자료와 NCEP(National Centers for Environmental Prediction)의 자료를 원시 자료로 사용할 수 있다. 또한 원시 기상 자료의 자료 해상도를 높이는 방법으로 WRF(Weather Research and Forecasting Model) 기상 모형 시뮬레이션이 절차에 포함된다. 마지막으로 화산재 확산 결과를 해석하기 위한 분석 방법을 추가할 수 있도록 하고, 그 결과를 웹 인터페이스를 통해서 확인할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 개발한 화산재 확산 시뮬레이션 시스템은 화산재 확산 시뮬레이션 수행, 결과 해석 처리, 해석 결과의 가시화를 자동으로 수행하여, 화산재해의 분석 능력을 크게 향상시킬 수 있을 것으로 기대한다.
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3.
2016.03
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입자의 확산을 모사하는 Lagrangian 기반의 HYSPLIT과 PUFF 모형을 이용하여 화산재의 확산 해석을 수행하였다. 미국의 스퍼와 리다우트 화산은 각각 1992년과 2009년에 폭발성 분화가 발생하여 화산재가 광범위하게 확산되었다. 이 때 발생한 공기 중에 부유하는 미세입자와 퇴적되는 화산재로 인해 공항이 폐쇄되고 통신 교란이 발생하는 피해가 발생하였다. 또한, 인도네시아의 켈루트 화산은 최근까지 활발한 활동을 하고 있으며 1919년과 2014년의 대분화로 인해 인명피해가 속출하였다. 따라서 본 연구에서는 입자 확산 모형을 이용하여 이와 같이 화산재로 인해 피해가 발생하는 영향범위와 경로를 분석하였다. 수치 계산의 신뢰성을 평가하기 위해서 다중 수치 모형으로 예측된 화산재의 확산 범위와 실측치에 의한 확산 경로를 비교하여 검증하였다. 또한, 화산재가 영향을 미치는 범위를 평가한 결과 HYSPLIT과 PUFF 모형의 확산 분포는 70% 내외로 일치하는 것을 확인하였다.
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4.
2016.03
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한반도 인근 화산분화에 의한 대기질 Worst-case 시나리오 선정을 위해 HYSPLIT을 이용하여 공기괴 이동을 분석하였다. 백두산, 아소산 및 다루마에산에서의 분화를 가정하여 3시간 간격으로 91일 간 (2010년 4월 1일 - 6월 30일) 공기괴(air parcel) 전진궤적 (forward-trajectory)을 생성하였다. 생성궤적에 대해 군집분석, GIS 분석을 수행하였으며 분석결과를 토대로 각 화산의 분화사례일을 대기질 측면의 중요도로서 평가하여 다섯 단계로 분류하였다. 제시된 사례일 중 대기질 측면에서의 중요도가 가장 높은 분화사례일 (class A)은 백두산 5월 13일, 6월 2일, 6월 22일, 아소산 4월 9일, 6월 13일, 6월 17일, 6월 24일, 다루마에산 5월 29일로 평가되었다. 또한 시나리오 선정에 있어 모사기간 및 도메인 설정에 고려할 수 있는 한국상공 진입 공기괴 궤적의 시공간적 분포 및 이동 패턴 분석결과를 분석대상 화산별로 제시하였다.
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5.
2016.03
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본 연구에서는 태풍 동반 강풍으로 발생한 피해를 예측하기 위하여 강풍 위험도 평가 모델을 개발하고 위험도를 평가하였다 . 강풍 위험도 평가 모델은 강풍 위험 모델과 강풍 취약도 모델의 합성곱을 통하여 개발되었으며, 강풍 위험과 강풍 취약도 모델은 모두 확률기반의 몬테카를로 모사 기법을 이용하여 개발되었다. 강풍 위험도는 아파트에 설치되어 있는 창호 시스템에 대하여 정량적으로 평가되었다. 강풍 위험도에 영향을 미치는 요인들의 상대적 영향성을 평가하기 위하여 지역적 요인(부산, 대구, 대전, 서울), 지형적 요인(지형계수, 지표조도구분), 건물의 형태적 요인(건물 높이, 지붕 경사각, 주 호수)에 따라 강풍 위험도를 비교하였다. 개발된 위험도 평가 모델을 적용하여 총 432개 강풍 위험도를 비교한 결과, 지표조도구분이 강풍 위험도에 가장 높은 영향을 보이는 것을 확인하였으며, 다음으로 지형계수, 건물 높이, 평가 지역, 지붕 경사각, 주호 수 차례로 영향을 미치는 것을 파악하였다. 본 연구에서 확립된 강풍 위험도 평가 모델은 창호 시스템의 경제적 가치와 결합하여 강풍으로 인한 손실 추정 및 피해 저감 대책 수립의 기본 데이터로 활용이 가능할 것으로 사료된다.
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6.
2016.03
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본 연구에서는 노지작물과 시설작물에 대하여 화산재 퇴적으로 인한 취약도를 개발하고, 화산재 확산 시나리오를 기초로 농작물의 생산량 손실을 평가하였다. 노지작물에 대한 화산재 취약도는 2006년 인도네시아 머라피(Merapi) 화산분화 시 관측된 농작물의 피해영향 자료에 기초하여 평가되었으며, 시설작물에 대한 화산재 취약도는 신뢰도 지수 기반의 FOSM(first-order second-moment) 기법을 이용하여 농림축산식품부에서 제공한 내재해형 비닐하우스에 대하여 평가되었다. 또한, 화산재 확산 및 퇴적두께를 예측할 수 있는 FALL3D 모델과 WRF(weather research and forecasting) 모델을 연계하여 화산재 확산 시나리오를 모의하였다. 본 연구에서는 이들 화산재 취약도와 화산재 퇴적두께 모의 결과를 기초로 하여 충청남도 지역에서 재배되는 수박과 딸기에 대한 화산재 퇴적에 따른 생산량 손실을 추정하였다. 본 연구에서 개발한 화산재 취약도 및 손실 평가 알고리즘은 추후 한반도 주변 화산분화 시 피해예측 및 경감을 위하여 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
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7.
2016.03
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본 연구에서는 재분석 자료(reanalysis data)를 이용하여 동아시아 계절별 평균 기상장을 분석함으로써 동아시아 주요 화산체 분화 시 화산재 확산에 따른 피해 위험 지역을 예측해보고자 하였다. 또한 FALL3D 모형으로 임의의 과거 6개월 간 가상의 백두산 분 화에 따른 화산재 확산 결과를 모의하고, 그 결과를 이용하여 화산재 확산 패턴을 클러스터로 유형화하였다. 마찬가지로 FALL3D에 이용된 WRF(Weather Research and Forecasting model) 기상장 데이터를 기반으로 기상장 클러스터를 정의하였다. 화산재 클러스터와 기상장 클러스터를 비교분석함으로써 화산 분화 당시의 기상장이 화산재 확산 패턴에 미치는 영향을 분석하였다.
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8.
2016.03
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본 연구는 비고전 감쇠를 가지는 구조물, 모드가 매우 인접되어 있는 구조물의 모드를 분리하기 위하여 제안된 최적화 상태 공간 모드분리법의 검증을 목적으로 하고 있다. 실구조물에 대한 모드분리의 가능성 및 적용성을 위하여 40층 규모의 건물에 동조질 량감쇠기가 설치된 시스템을 대상으로 하였으며 그로부터 계측된 응답에 모드분리법을 적용하였다. 모드분리 결과를 보면, 해당 모드 에서의 에너지 집중을 목적함수로 설정한 경우에는 이웃한 인접모드의 고유진동수 부근에서 파워스펙트럼 값을 인위적으로 작게하여 왜곡하는 경향이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 왜곡현상을 방지하기 위해 도입된 구속조건과 이를 이용한 목적함수의 설 정을 통해서 인접한 모드가 효과적으로 분리 가능함을 확인 할 수 있었다.
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9.
2016.03
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본 연구는 가상 질량 동조기(VMT)를 이용하여 구조물의 응답으로부터 구조물의 감쇠비를 구하는 기법을 다룬다. 백색잡음 뿐만아니라, 특정 진동수 가진, 충격하중 가진 등 다양한 하중종류 및 특성에 의하여 발생한 구조물의 계측응답에 대하여 VMT를 적 용하였을 때 구조물의 감쇠비를 추정하는 기법에 대해서 다루고, VMT의 동적특성이 구조물 감쇠비 추정에 미치는 영향을 수치적으로 분석하였다. 수치해석결과에 의하면, VMT에 의하여 구조물 감쇠비 추정이 충분한 신뢰성을 가지고 예측되는 것을 확인 할 수 있었다. 충격하중을 받는 응답을 이용하는 경우 VMT에 의하여 가장 안정적으로 구조물 감쇠비 추정이 가능한 것을 알 수 있었으며, 백색잡음, 협소대역 하중에 대해서도 VMT의 지정 감쇠비를 너무 작게 산정하지 않으면 감쇠비 추정이 가능한 것으로 나타났다. 정현파의 경우에는 가진 진동수의 VMT 비율을 이용하여 감쇠비 추정이 가능한데 고유진동수와 인접할수록 정밀도가 높아지는 것을 알 수 있었다.
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