본 연구에서는 “S”자 다리우스 형 블레이드는 입체적 곡선의 형상으로 미적인면을 고려하여 독창적으로 고안 하였다. 실험용 모형제작을 위하여 4가지 단면 블레이드모형을 K-표준 모델을 기초로 한 CFD 시뮬레이션을 통해 그 성능을 상대적으로 평가하였다. 수치해석은 풍향을 0°, 90°, 180°, 270°로 그 주위의 유동장과 압력장을 해석하였으며, 각 블레이드에 작용하는 Torque와 Power 값을 확인하였다. 블레이드의 효율은 전체적으로 풍향이 0°일 때 높게 나타났으며, Type D에 비해 Type A, B, C는 높은 것으로 나타났다.

본 연구에서는 바람의 방향이 시시각각 변하고 바람의 세기가 해양이나 고지대에 비하여 낮은 도심지역에 적합한 수직축 고효율 풍력발전시스템에 적용할 블레이드의 형상제안 및 정지기동특성에 대한 이차원해석을 하였다. 해석에 사용된 블레이드 형태는 NACA airfoil(NACA 2312)을 기본으로 하고, 변형된 모델들에 대해 조사하였다. 그 결과 일반적으로 풍속이 증가함에 따라서 토크 값은 지수함수의 형태와 유사하게 증가함을 알 수 있었다. 또한 6케이스 중 플랩이 없는 블레이드 2 타입이 가장 높은 토크값을 나타내었으며, 블레이드 1 타입의 경우는 30° 플랩을 부착한 경우가 가장 우수하였다.

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.

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.

풍속은 풍상측의 지형지물 등의 영향으로 같은 풍속이 불어올지라도 그 값이 많이 다르게 나타난다. 따라서 기상대 주변의 지형지물의 변화 즉 지표면 조도(노풍도)에 따라 측정되는 기상대 관측풍속은 많은 영향을 받는다. 따라서 기상대에서 관측되는 풍속은 이들을 보정하여 표준화 하여야만 건설 환경 등 많은 분야에서 설계 시에 사용 할 수 있다. 기상대에서 측정된 풍속은 측정소 주변의 지형지물에의 변화에 따라 그 풍속을 일정한 환경에서의 풍속으로 평활화(표준화) 할 필요가 있다. 기상대 풍속을 정확하게 평활화하기 위해서는 풍속 측정 당시의 지표면 조도를 알아야만 하나, 거의 대부분의 기상대에는 그 주변의 지표면 조도에 대한 과거 자료가 거의 전무한 실정에 있다. 일반적으로 Gust Factor(최대순간 풍속/평균풍속)는 지표면조도와 상관관계가 높다. 따라서 본 논문에서는 우리나라 기상대풍속의 Daily Gust Factor를 사용하여 하여 년 평균G.F로 구하고, 이것을 토대로 각 기상대별 G.F. 및 지표면 조도를 구한다. 이 값에서 구한 최근의 조도와 실측(현장목측, 사진 및 지형도에 의한 분석)을 비교하여 이방법의 유효성을 검토했다.

강풍은 자동차의 주행을 불안하게 하고 핸들 조작을 곤란하게 하여 많은 교통사고를 유발한다 . 그러나 강풍에 의한 차량 교통사고에 대한 실험적 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 논문은 모형 차량을 사용하여 풍동실험을 실시하였다. 정지 및 주행 상태에서 차량이 풍속에 의해 영향을 받는 과정을 시뮬레이터 함으로써 차량의 이탈거리와 전복 등의 상황을 차륜의 궤적을 통하여 조사하였다. 그 결과, 트럭, 승용차 순으로 수풍면적이 큰 순으로 이탈거리가 증가하였으며. 차량의 속도가 증가할수록, 이탈거리가 거의 정비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 횡풍에 의한 차량교통사고를 유발할 가장 위험성 이 있다고 사료되는 상황 즉 터널을 나오면서 갑자기 강풍영역에 노출될 때는 주행 중인 차량이 버스의 경우 5-7m/s이상 승용형차량의 경우 13m/s의 풍속에서 바람의 영향을 크게 받기 시작하는 것으로 나타 났다. 또한 주행속도별 풍속과 차량의 이탈거리와의 관계는 거의 정비례하여 풍속이 클수록 이탈거리는 크게 나타났으며, 같은 풍속 하에서 상대적으로 승용차의 경우가 트럭에 비하여 주행속도에 따른 풍속의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

전기변색(electrochromism, EC)소자는 여러 가지 색으로 발색이 가능하고, 낮은 구동전압과 메모리성이 좋은 특징을 갖고 있으나, 내구성이 부족하고 발색 및 소색 속도의 감소, 반복에 따른 완전한 소색과 응답성이 떨어져 실용화에 문제점를 나타내고 있다. 따라서 본 연구에서는 viologen 유도체와 leuco dyes의 안정성 및 내구성을 향상시키기 위하여 이들 색소들의 산화환 원전위와 산화방지제(AO-60)를 사용하였을 때의 cyclic voltammetry와 chronocoulometry를 비교 측정하였다. 그 결과 leuco dye인 CVL과 ODB-2에서는 charge값의 안정성이 10% 이상 증가하였고 Orange-DCF, Red-DCF, Green-DCF에서는 charge값이 5% 이상 상승한 결과를 나타내었다. 모든 색소가 산화방지제를 첨가하였을 경우가 안정한 상태로 내구성을 유지하는 것이 확인 되었다. Benzyl viologen의 경우 AO-60 첨가에 의하여 불안정한 산화상태를 안정화시키는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구결과 leuco dye에 의한 EC 소자의 가능성과 칼라화에 대한 가능성을 보임을 확인하였다.

최근 천연화석 연료의 부족과 원유 원가의 상승에 의해 많은 국가와 연구실에서 자연에너지 이용에 대해 연구하고 있다. 이런 추세에 풍력 및 태양광 에너지를 동시에 이용하는 복합시스템을 사용한 가로등 개발에 초점을 맞추었다. 이 연구에서 태양광 발전을 위한 태양전지는 시중에서 쉽게 구입할 수 있기 때문에 3익 타입의 HAWT를 위한 로터 블레이드 개발로 한정하였다. 이 로터 블레이드의 개발을 위해 BEM을 이용하였고, 이에 대한 성능평가를 위해 CFD기법을 이용하였다.

늦가을과 초본 사이 제주도 후면에 Karman vortex street가 발생한다. 이러한 vortex가 발생하기 위해서는 기온 역전층과 5 ~ 13 m/s의 지속적인 바람이 필요하다는 것을 밝히기 위한 많은 연구들이 있었다. 이러한 vortex clouds는 발생 후 주 풍향의 방향을 이동하게 된다. Karman vortex street는 기상학에서 매우 흥미로운 주제이다. 본 연구에서는 LES 난류 모델을 이용하여 Karman vortex street에 관한 해석을 수행하고 수치해석을 통해 얻은 결과와 기상 데이터가 일치함을 보였다.