풍력발전기의 출력곡선은 풍속과 출력의 관계를 나타내는 것이다. 풍력발전기의 출력은 밀도에 비례하고 풍속의 삼승에 비례하므로 신뢰성 있는 출력곡선을 얻으려면 풍황중 특히 풍속도을 정확히 측정하고 분석하여야 한다. 풍속도는 크기인 풍속과 풍향으로 표현되는 매우 불규칙한 난류 벡터량이다. 풍속도 난류는 출력에 지대한 영향을 미치므로 이에 대한 특성분석이 매우 중요하다. 본 연구에서는 풍속도의 난류를 먼저 난류강도로 나타내어 출력에 대한 영향을 풍속의 함수로 분석하였다. 이어서 풍속도의 난류를 풍속난류와 풍향난류로 나누어 출력에 미치는 영향을 난류강도와 풍속의 함수로 분석하였다. 그 결과 시동풍속 부근의 저속영역에서는 난류강도가 큰 경우가 보다 큰 출력을 생산함을 알게 되었다. 연간발전량 역시 연평균풍속이 시동풍속 부근인 경우에는 난류강도가 큰 경우가 많았으나 풍력발전이 경제성을 갖는 풍속에서는 예상대로 난류강도가 작을수록 증가하였다. 또한 시동풍속 부근의 저풍속 영역에서는 풍속난류가 출력에 큰 영향을 주며, 고풍속 영역에서는 풍향난류가 출력에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
자려진동인 플러터는, 한계풍속을 초과하면 그 진폭이 급격히 발산되는 공력불안정 현상으로서, 조사풍속이 내에서 플러터 발현을 억제하는 것이 장대 현수교의 설계상 가장 중요한 과제라고 할 수 있다. 장대 현수교에 있어서 이러한 플러터 발현을 억제하기 위해서는, 2차원 보강형의 플러터 거동특성과 다자유도/다중모드를 고려한 연성플러터의 발현 메커니즘을 엄밀히 파악할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 단경간 장대 현수교(경간장 1150m)를 대상으로, 다양한 영각을 고려한 2차원 보강형 단면의 플러터 거동특성과 공력탄성 에너지의 개념에 기초한 다자유도/다중모드 연성플러터 특성을 검토하였다. 검토결과, 목표 한계풍속인 72m/s를 상회하는 플러터 거동특성을 확보하고 있음을 확인하였다.
본 연구는 경북지역에 존재하는 보물급 이상의 석탑을 대상으로 바람이 석탑 상륜부에 미치는 영향의 정도를 확인하기 위한 연구이다. 연구모델은, 현재까지 경북지역 석탑 상륜부에 대한 실측자료가 없다는 점, 경주 석가탑 상륜부를 포함하여 복원된 석탑 상륜부의 원형 모델이 실상사삼층석탑이라는 점 그리고 이것은 최근에 실측된 자료가 있다는 점을 고려하여, 완전하게 남아있는 우리나라의 몇 안되는 탑 중 하나인 남원 실상사동(東)삼층석탑으로 선정하였다. 연구내용은 경북지역 기상관측자료를 분석하여 설계풍속을 설정하는 것, 이에 근거하여 상륜부에 작용하는 최대전 도모멘트를 산출하고 상륜부의 정적 안정성을 검토하는 것과 와류 방출(vortex shedding)에 의한 와류진동 발생 가능성을 판단하는 것으로 하였다. 1/6 크기의 실험모형을 제작하여 풍력실험을 수행하였다. 기본설계풍속은 울릉도를 제외 한 경북지역 각 관측점에서 300년 재현주기 풍속을 넘는 35m/s를 적용하였다. 상륜부의 밑면에서 전도모멘트에 의한 허용응력 초과의 가능성을 판단하였다. 원형 단면에 대한 스트로할 수(Strouhal number)를 기준으로 공진의 가능성을 판단하였다.
공업용 건물은 일반적으로 다중 박공지붕의 형태로 많이 건설된다. 본 연구는 독립 및 다중 박공지붕형 저층 건물의 풍하중을 산정하기 위해 풍동실험을 수행하여 비교하였다. 독립 박공형 저층건물은 길이 200m, 스팬방향 폭 32m, 지붕면 평균높이 15.7m로 장스팬 저층건물이며, 다중 박공지붕형 건물은 5개의 지붕이 연결된 대규모 저층건물에 해당한다. 풍동실험을 통해 독립 및 다중 박공지붕형 건물의 최대 가스트 외압계수와 외장재 설계용 풍하중을 산정 하여 비교하였으며, 그 결과 지붕면 모서리와 모퉁이 부분에서 계수 값이 증가하여 나타났다. 또한 실험결과를 KBCS 2005와 비교하였다. 비교 결과를 보면 풍하중 기준보다 풍동실험을 통한 결과가 다소 크게 나타났다.
CFD를 이용한 풍압계수 시뮬레이션은 유익한 도구로 수행되었다. 실제 프로젝트를 통해 건물 외벽의 풍압력 분포와 풍력계수에 관한 수치적 예측과 적용을 제시하였다. 건물 주변의 풍영향과 내풍설계에 있어서 풍압력 평가는 건물 외벽에 중요하다. 이 논문에서는 건물 외벽의 풍압력 분포와 건물 주변의 기류의 흐름 패턴에 대해서 수치해석을 하였으며 건물 설계과정에서의 수치해석의 적용성을 확인하였다. Quick spatial discretization scheme의 네이어스 톡스 해석과 RNG k-난류 모델을 이용한 3차원 수치해석을 적용하였다.
일반적인 대기경계층과 달리 태풍에 의한 바람장은 태풍 자체의 기상학적 요인에 의해 결정되며, 특히 기상학 및 지리 공간적 인자에 큰 영향을 받는 태풍에 의한 지표풍은 아직도 알려진 바가 많지 않다. 본 연구에서는 한반도 근역 태풍의 지표풍 추정을 위한 미국의 SPH(Standard Project Hurricane) 모형 적용을 다루었다. SPH 모형은 강풍의 이동속도 및 방향, 최대풍속반경, 중심기압깊이의 입력값을 필요로 한다. 기상청 발표 태풍 정보를 통하여 태풍의 이동속도 및 방향을 추정하였다. 적용 사례로서 태풍 나리 시기에 지표면에서 관측된 풍속 자료의 분포를 통하여 최대 풍속반경을 추정하였다. 또한 해면기압 자료의 패턴 분석을 통하여 중심기압깊이를 추정하였다. SPH 모형에 의해 추정된 지표풍의 풍속과 풍향을 태풍 나리의 실측 결과와 비교하는데, 태풍의 강도가 유지되는 경우에 한하여 다소의 오차를 보이는 수준에서 적용이 가능함을 확인하였다.
건물군 내의 난류 유동에 의한 오염물질 확산을 LES 기법을 이용해 해석하였다. 본 연구의 동기는 복잡한 건물 내의 오염물질 확산을 효과적으로 예측하려는 노력에 기인한다. 결과적으로 확보될 예측 기술은 화학적으로 치명적인 재난을 예방하거나 기발생된 사고에 대한 빠른 대처를 가능케 할 것이다. 우선, 채널 내 난류 유동에 의한 농도 확산 및 단일 큐브 주위의 농도확산에 대한 타 연구 결과와의 비교를 통해 본 코드의 검증을 수행하였다. 그 다음에 도심 도로변의 배기가스에 의한 대기 오염을 모사하였다. Lagrangian dynamic subgrid-scale model이 유동장 및 농도장에 대한 난류 모델기법으로서 사용되었으며 log-law에 기반을 둔 유동장에 대한 벽모델이 바닥면과 건물 표면에 적용 되었다. 건물의 형상은 가상경계법을 이용해 직교좌표계에서 구현되었다.