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
제12권 제3호 (2008년 12월) 11건
기 술 기 사
1.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
4,000원
2.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
도시지역의 주거 건물들이 고층화 됨에 따라 강풍에 의한 풍소음에 대한 민원들이 많아지고 있다. 고층건물 거주자들은 풍소음에 대한 문제점에 대해 목소리를 높여왔으며, 또한 풍소음 및 기타 소음은 빌딩 거주자 및 이웃들에게 원성을 사왔다. 건물에 의하여 발생하는 각종의 문제점은 환경 및 인간에게 악영향을 미치지 못하게 하는 빌딩 건설에 대한 규제가 있으며, 또한 가정 환경에 있어서 고요하고 평화로움을 만끽할 개인적 권리가 있다. 바람에 의해 발생된 소음문제를 사전에 해결하기 위한 예측 방법으로는 모형실험이 가장 확실한 방법으로 들 수 있는데, 모형 실험을 풍소음에 적용하는데 있어서는 다음과 같은 요소들 때문에 매우 어려움을 격고있다. 즉 (1) 자연발생 바람, 기계소음과 건물에 의하여 발생하는 인위적 풍소음간의 구별의 어려움, (2) 모형실험에 있어서 서로 상반되는 Strouhal 수와 레이 놀드 수를 동시에 맞추기 위한 모델스케일의 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 Full Scale 시뮬레이션의 방법이 가장 타당하나 풍동 실험 등 물리 모델의 경우, 건물을 대상으로 할 경우는 그 크기 때문에 Full Scale 모 형은 실질적으로 거의 불가능 하다. 따라서 풍소음과 관련된 기존의 연구들은 대부분 기계 및 항공관련 연구에 집중되 어왔다. 그러나 최근 수치해석의 경우는 컴퓨터의 급진적인 발달로 그 계산시간이 급격하게 줄어 들어 Full Scale의 시뮬레이션이 가능하게 되었다. 그러나 빌딩주변에서 발생하는 바람에 의하여 발생하는 소음은 그 문제점이 상당히 큼에도 불구하고 이들을 수치해석에 의하여 시도된 예는 거의 없다. 따라서 본 논문은 이러한 점에 초점을 맞추어 단독건물, 건물의 모양, 크기 및 건물간격 등과 관련하여 각종 빌딩형태의 모델 주변에서의 압력장, 속도장과 풍소음장에 대한 예측을 수치 시뮬레이션을 통하여 수행하였다. 본 논문에서 사용한 수치해석 모델은 유동해석 즉 속도와 압력장은 LES Smagorinsky 모델을 사용하여 얻었고 풍소음 계산은 유동장해석은 SYSNOISE Rev 5.6 Beta를 사용하여 컴퓨터로 계산하였다.
4,000원
3.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구에서는 단기간 관측된 현장 풍속과 기상관측소 장기 풍속의 상관관계를 이용하여 불확실성을 고려한 풍력에너지 추정 방법과 이에 필요한 변수들의 확률모형을 제시하였다. 해석 예제로 광양만의 풍력에너지와 그 확률분포를 추정하였다. 그 결과를 보면 본 연구에서 추정한 연간전력생산량은 특정한 값이 아닌 평균을 중심으로 산재한 확률분포를 구성하고 있으므로 불확실성을 표현하는데 적합하다고 판단된다.
4,000원
4.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
건축물 캐노피에는 건축물 벽면을 따라 흐르는 바람에 의해 풍압분포가 결정된다. 이 논문에서는 캐노피의 설치 높이에 따른 건축물 캐노피에 작용하는 풍압특성을 연구하였다. 풍동실험을 위하여 1~11층까지의 각 층에 동일한 크기의 캐노피를 설치 할 수 있도록 실험모형을 제작하였다. 풍동실험결과, 설치 높이가 증가함에 따라 캐노피의 윗면에 작용하는 최대, 최소풍압계수는 증가하였고 반면에 아랫면에 작용하는 최대, 최소풍압계수는 감소하였다. 또한 10층과 11층 사이에 정체점이 발생하여 캐노피 윗면과 아랫면에 작용하는 풍압이 정압에서 부압으로 변화함을 알 수 있었다.
4,000원
5.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구에서는 플레이트거더단면의 정적공기력특성에 미치는 단면형상의 영향을 파악하기 위하여 변장비 B/ D=2.5~15범위에서 6종류의 기본단면을 채택하고 주거더의 수와 브래킷 길이를 변화시킨 총 36개 단면에 대하여 영각 -8o~ +8o 범위에서 풍동실험을 통하여 정적공기력을 측정하였다. 그 결과를 요약하면, 전연박리류의 재부착여부에 따라 정적공기력계수는 확연한 차이를 나타냈으며, 브래킷부의 유무에 따라서도 공기력계수의 변화특성이 달라졌으며, 거 더수의 변화는 공기력계수의 변화에 크게 영향을 미치지 않았다. 또, 영각 -5o ~ +5o 범위에서 최대 항력계수는 변장비가 8이상에서는 현행 기준의 항력계수보다 월등히 크게 나타났으며, 양력계수는 최대값이 CL=1, 최소값은 -0.7 정도였고, 모멘트계수의 최대값은 0.1, 최소값은 -0.18이였다. 이를 근거로 항력계수 및 양력계수에 대한 제안식을 도출하였다. 변장비에 따른 양력계수의 기울기 dCL/dα는 변장비 7.5까지는 증가하다가 그 이상이 되면 일정한 값을 가지고 브래킷의 길이가 길어질수록 작아지는 경향을 나타냈으며, 모멘트계수의 기울기는 변장비 5까지는 증가하다가 그 이후부터는 감소하는 패턴을 가지고 있었다.
4,000원
6.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구에서는 가설단계의 사장교를 대상으로 spectral proper transformation(SPT)에 기초한 POD를 버페팅 응답 해석에 적용하였다. 특히, 정식화 과정에 교량 주형주위 난류의 비정상성과 공간적 변화를 고려하기 위한 공기역 학적 어드미턴스를 포함시켰고 난류장의 물리적으로 의미있는 POD 모드분해를 통해서 교량 진동모드와의 상호 연관성에 대해 고찰하였다. 해석결과, 저차 난류모드에서 단순 사인파 형태로 대칭, 비대칭 모드형상이 순차적으로 발생하며 교량 진동모드의 대칭, 비대칭 형상과 간섭해서 버페팅응답에 큰 영향을 미쳤다. 더욱이, 고차 난류모드들이 진동모드에 대해서 거의 직교성을 가짐으로써 단지 몇몇 저차 난류모드들에 의한 진동모드의 자극이 버페팅응답에 저차 난류 모드의 기여가 지배적인 원인이 된다. 그러므로 완성계에 비해 상대적으로 진동모드 형상이 단순한 형태를 가지는 가설단계 사장교의 버페팅응답 해석의 경우, 난류장에 대한 지배적 저차 난류모드만을 고려하더라도 충분히 신뢰성 있는 버페팅응답의 예측이 가능할 것으로 판단된다.
4,000원
7.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
Aerodynamic Characteristics of Bridge Girder Section with Handrails - Case Study of the Mokpo Bridge
본 연구에서는 CFD 코드를 이용하여 목포대교의 보강거더 단면을 대상으로 방호울타리 설치 여부에 따른 동적 공기력을 해석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 방호울타리를 설치함에 따라 항력은 영각에 따라 약 25~50% 증 가하는데, 특히 영각이 0o 경우에 방호울타리의 설치로 인해 약 50%의 항력이 증가하며, 영각이 증가함에 따라 전체 항력에서 방호울타리의 영향으로 발생하는 항력의 비중은 점차 감소하는 경향을 보인다. 또한 교량의 방호울타리는 영각에 대한 양력의 변화율을 감소시키는 역할을 하며, 반시계방향으로 피칭모멘트를 증가시키는 역할을 한다. 교량에 설치되는 페어링은 흐름의 분리를 제한시키고 분리된 흐름의 재순환길이를 짧게 하기 때문에, 단면비가 9.7인 목포대교 의 보강거더 단면에 대한 플러터계수는 단면비가 20인 직사각형단면의 플러터계수와 비슷한 거동을 보인다. 그리고 목포대교의 경우, 방호울타리가 플러터계수에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다.
4,000원
8.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
고립된 3차원 산악지형에서 지형적 영향에 의한 풍속 증가 현상이 전산유체역학 (CFD) 해석을 통하여 검토 된다. CFD 해석에서, 4개의 서로 다른 경사를 갖는 산악지형 모델이 고려되고, 3차원 산악지형에 대한 지형계수가 풍 방향과 풍직각 방향에 대하여 산정된다. 또한 풍속 증가에 대한 CFD 해석 결과는 경계층 풍동에서의 실험 결과와 국내외 주요 설계기준과 비교된다. CFD 해석 결과, 매우 큰 풍속 증가가 산 정상부에서 발생하였는데, 산 정상부에서 풍속은 48%에서 56% 정도 증가하였다. 풍방향으로 산허리 및 산기슭의 여러 지점에서 풍속이 약간 증가하거나 감소한 반면, 풍직각 방향의 동일한 높이에서는 풍속이 증가하였다. 풍직각방향의 경우, 산 높이의 1/2 지점에 있는 산허리에서의 풍속 증가는 31%에서 50% 정도였고, 산기슭에서의 풍속 증가는 19%에서 27% 정도였다. 본 연구 결과, CFD 해석에서 얻어진 지형계수와 풍동실험에서 얻어진 결과는 대략 3%에서 8% 범위에서 차이를 나타냈고, 풍직각 방향으로 산기슭 근처에서의 풍속 증가에 미치는 지형의 영향은 무시할만하지 않았다.
4,000원
9.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
최근 관심을 받는 풍력자원개발에 대한 기초적, 실용적인 연구를 수행하고 자료를 확보하기 위해서는 실제 그 지역 주위 유동특성에 대한 지식이 매우 중요하다. 두 개의 초음파 유속계와 널리 사용되고 있는 컵유속계와 풍향기를 유동방향에 수직하게 설치하여 높이가 약 4.5m에서 풍속의 평균과 변동성분을 측정하였다. 실험 결과 레이놀즈 수는 약 6.7×105, 그리고 마찰유속, u*는 약 0.32m/s로 측정되었다. 수평 및 수직 평면 풍속에 대한 파워 스펙트럼 분석은 다양한 주파수 범위의 값들을 조합하여 넓은 주파수 범위에 대해 분석 할 수 있었다. 스펙트럼 분석 결과 4개의 지배적인 와류 에너지 피크 값을 관찰 할 수 있는데, 각각의 피크 값들은 약 1~2분, 8시간, 24시간 그리고 100시간의 주기로 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 이 피크들 사이에 넓은 스펙트럼 갭이 0.2~10 cycle/hour 주파수 범위에 걸쳐 나타나고 있다.
4,000원
10.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
본 연구에서는 단면형상변화 따른 플레이트거더단면의 공기역학적 진동특성을 파악하기 위하여 변장비 B/ D=2.5~15범위에서 6종류의 기본단면에 대하여 주거더수를 2개 및 3개로 변화시킨 12개의 단면에 대하여 영각 -5o~+5o 범위에서 풍동실험을 통하여 동적 풍응답을 측정하였다. 그 결과를 요약하면, 변장비가 증가할수록 연직와류진동의 최대진폭이 감소하였고 비틀림 와류진동은 증가하는 경향이 나타났으며, 대상단면들은 비틀림 발산진동이 내풍안정성을 지배하고 있으며 변장비 증가와 함께 한계풍속이 점차 증가하였고 갤로핑은 변장비 2.5단면에서만 발생하였다. 3-주거 더 단면은 중앙거더의 영향으로 2-주거더 단면에 비하여 전반적으로 안정적인 것으로 나타났다.
4,200원
11.
2008.12
구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
건물 주변의 빌딩바람을 예측하고자 강한 3차원 난류장에서 PIV시스템을 사용하여 건물을 모양별, 높이별로 분류하여 약 20가지의 풍동실험을 실시하였다. 형상별 실험에서는 정사각형, 직사각형, 원형 건물과 정사각형에서 4모서리를 따낸 모서리 절삭 사각형 건물을 풍향 0o와 45o로 하여 각각 풍속을 측정하였고, 높이별 실험에서는 정사각형, 직사각형, 원형 건물을 Full Scale 높이 150m, 90m, 60m, 30m로 달리하여 각각 풍향 0o, 45o로 측정하였다. 이 PIV 실험결과를 CFD시뮬레이션 결과와 비교하여 초고층 건물 주변의 강한 3차원 난류장 기류해석에 PIV시스템에 의 한 풍속 측정이 가능한지에 대해 그 유효성을 검토하였다.
4,000원
