2012년 자연재해로 인한 피해액 중 90% 이상이 태풍과 강풍 등 풍해로 인한 것이었다. 계속되는 기후변화와 도시지역의 확장은 풍해를 지속적으로 증가시키고 있다. 풍해에 효율적으로 대처하기 위해서는 도시에 대한 풍해 위험을 정확하게 평가하고 위험지역에 대한 효과적인 재해경감사업을 수행해야 한다. 본 연구에서는 이와 같은 정책적 필요성을 충족시키기 위해 국내외의 자연재해 위험지표에 대한 면밀한 사례분석을 바탕으로 한국적 도시환경에 가장 적합한 풍해 위험지표를 제안한다. 제안된 풍해 위험지표는 구조적 취약성 세부지표 3개, 사회적 취약성 세부지표 5개, 대응 및 복구능력 세부지표 7개 등 총 15개의 세부지표로 구성된다. 각 세부지표는 모두 정량적인 지표로서 기 구축된 국가통계자료를 활용하여 빠르고 쉽게 계산이 가능하며, 무차원화 과정을 통해 하나의 통합적인 점수로 종합화될 수 있다. 정책 입안자들은 본 연구에서 제안한 풍해 위험지표를 활용하여 풍해로 인한 고위험 도시를 사전에 판별할 수 있으며, 이를 바탕으로 효율적인 자원분배를 통해 재해경감사업을 펼침으로써 풍해로 인한 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.

모델기반 고장 진단법은 풍력발전기의 상태감지 시스템(Condition monitoring system)에 적용을 목적으로 변동 하중조건하에서 작동하는 기어박스내의 기어의 균열을 진단하기 위해 제시하였다. 두 개의 평기어(Spur gear)로 구성된 간단한 테스트 베드가 위의 접근방법을 검증하기 위해 구축되었고, 기어의 균열은 기어의 뿌리부분에 균열을 인가하여 묘사하였다. 축의 회전속도에 독립적인 타코미터를 기반으로 한 오더분석(Order analysis)을 균열크기 진단에 적용하였고, 테스트 베드의 작동을 시뮬레이션하기 위해 집중변수 모델(Lumped parameter dynamic model)이 사용되었다. 모델에서 균열과 밀접히 관련된 변수는 측정된 신호와 시뮬레이션된 신호 간의 차이를 최소화하는 최적화 기법으로 역추정하였다. 제시한 방법의 유효성을 보이기 위해, 미리 정의된 모델 변수로부터 생성된 시뮬레이션 신호를 테스트-베드로부터 측정된 신호로 가정하고, 제시한 방법을 사용하여 변수를 역추정하였다. 결과는 실제 값과 일치하였고, 이를 통해 알고리즘이 제대로 작동함을 알 수 있었다. 다음 연구에서는 실제 테스트 베드의 실제균열에 적용하고자 한다.

최근 몇 년간 에너지 위기에 대한 우려가 급격히 증가하고 있으며, 방대한 에너지소비에 따른 환경오염도 큰 문제로 대두되고 있다. 사회적으로 에너지 위기가 고조되고 있는 가운데 새로운 에너지나 신재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 해결책으로 양어장 등에서 사용되는 폭기장치를 구동하기 위한 에너지를 자연으로부터 얻을 수 있는 가능성을 타진해 본 연구이다. 연구의 목적은 풍력에너지를 이용한 폭기장치의 개발에 있으며, 다양한 풍속 및 수풍면적에 대한 풍력폭기장치의 가능성을 살펴보고 있다. 또한, 최대의 효율을 얻을 수 있는 풍력펌프의 각도에 대한 토출구의 높이를 유도하여 유사한 장치의 설계에 있어 도움을 줄 수 있는 데이터를 제공하고 있다.

본 연구에서는 풍진동제어를 위한 제어기 설계에 있어서 시스템식별에 기반한 모델의 차수 축소가 미치는 영향을 검토하였다. 실제 제어기 설계에 있어서 구조해석 모델이 이용될 수 없고 시스템식별이라는 중간과정을 거쳐서 얻어진 모델이 적용됨을 반영하여 원모델을 대상으로 풍하중에 대한 시간이력해석을 수행하고 이를 기초로 시스템식별을 수행하였다. 시스템식별을 통해 얻어진 상태방정식 모델에 모델축소 기법을 적용하였으며, 시스템식별에서 발생하는 측정잡음이 측정잡음이 모델의 정확도와 제어효과에 미치는 영향을 함께 검토하였다. 또한 모델축소 기법을 적용하여 얻어진 다양한 차수의 모델을 대상으로 제어기를 설계하고 성능을 비교함으로써 모델 차수가 제어효과에 미치는 영향을 검토하였다.

본 연구는 전산유체역학을 이용하여 균질한 중립 상태에 있는 대기층에서 발생되는 바람의 특성을 재현하는 것이다. 이를 판단하기 위하여 표준 k-ε난류모델을 이용하여 해석 영역을 통과하는 기류가 입력한 특성으로부터 어떻게 변화되는지 살펴본다. 네 가지 지표조도에서 정의된 KBC-2009 기준의 멱지수 형식인 평균 풍속과 회귀 분석으로 결정한 자연로그 형식의 평균 풍속을 적용하였다. 기준을 이용한 난류 운동에너지 k 및 소산률 ε을 표준 모델로부터 유도한 근사해를 이용하여 풍속과 상응하게 입력하였다. 표준 k-ε 난류모델에서 3개의 상수와 지표 경계조건 등을 지표조도에 따라 변화시켰다. 제안된 두 형식으로부터 큰 차이 없이 기준의 기류 특성들은 CFD에서 적절히 재현되었다. 로그 형식의 입력이 멱지수 형식에 비교하여 입력 성질이 약간 더 효과적으로 유지되었다. 부드러운 지표조도일수록 기류의 특성이 효과적으로 재현되었다. 지표 경계에 접한 첫 번째 유체요소 안에 적절한 지표조도를 반영한 경계조건이 필수적이었다.

이 연구에서는 2006년 9월 17일의 태풍 산산과 2006년 12월 16일의 시베리아 고기압 확장에 의한 강풍 사례에 대하여 MM5와 WRF 중규모 수치 모형을 이용한 실험을 통해 강한 해상풍을 모의하기 위한 모형의 최적화가 조사되었다. 모형의 최적화는 모형의 최하층 고도, 물리 모수화, 모형 해상도에 대해 조사되었으며, 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 두 사례 모두 최하층 연직 고도를 해상풍 관측 고도인 10m가지 선형적으로 내리는 것보다 대기 하층의 안정도와 해수면 거칠기를 고려하여 로가리듬의 함수로 변환하는 것이 더 정확한 모의를 하였다. 2) 강한 해상풍 모의를 위한 최적의 모수화 방안을 찾기 위해, 여러 물리 모수화 방안을 조합하여 모형에 적용하였다. 3) 3-km의 고분해능의 모형 결과가 9-km 분해능의 모형 결과에 비해 강풍 지역과 저기압의 강도와 같은 저기압의 중규모 구조를 잘 나타내었다.

추적자 SF6 가스농도의 공간분포를 예측하기 위하여 수동형 리모트 센싱 기술과 컴퓨터 단층 측정 기술을 접목시켜 도시모델을 모사한 풍동에서 시나리오에 따라 실험을 수행하였다. 풍동실험의 시나리오는 거리에 따른 스캐닝 방식과 각도에 따른 스캐닝 방식으로 실험을 수행하였고, OP-FTIR 원격 감시장비는 SF6 가스의 광로통합농도를 구하기 위하여 사용되었다. 또한 제안한 SBFM(Smooth Basis Function Minimization) 알고리즘은 SF6 가스농도를 공간정보를 예측하기 위하여 사용되었으며 최적의 Gaussian 함수 개수를 구하기 위하여 1개, 2개 및 3개의 Gaussian 함수를 적용하여 실험하였다. 실험 결과 SBFM 알고리즘에 의한 SF6 농도분포의 예측 결과는 실제 측정 결과와 비교할 때 1개의 Gaussian 함수를 적용한 결과의 상관계수가 0.755로 가장 잘 일치하였다. 아직 컴퓨터 단층 기술과 수동형 리모트 센싱 기술의 결합된 기술이 실험실적 연구단계이지만 SBFM 알고리즘과 기하학적 빔 스캐닝 기술이 보다 향상된다면 대기오염 감시 및 국방 분야에 폭 넓게 응용될 것으로 기대된다.

이 연구는 한국형 체감온도지수를 개발 보급하기 위한 생명기상분야 기초연구로서 현재 기상청에서 사용하고 있는 체감온도 모델의 민감도 분석을 수행하였다. 분석 결과 한반도는 도심지역, 해안도서지역, 내륙지역, 산간지역으로 구분되었다. 평균기온의 경우, 해안도서지역에서 가장 높았으며, 산간지역에서 가장 낮게 나타났다. 그러나 최저기온은 도심지역과 해안도서지역에서 영하 20˚C이고, 내륙지역과 산간지역에서 영하 30˚C로 나타났다. 풍속의 경우, 평균 풍속과 최대 풍속이 모두 해안도서지역에서 강하게 나타났다. 그리고 동계의 지역별 기온과 풍속의 분포는 전 기간의 분포와 비슷한 경향을 보였다. JAG/TI와 Missenard 모델의 민감도 분석 결과, 기온이 체감온도에 더 큰 영향을 미친다. 그러나 영하의 온도에서는 풍속의 영향이 증가한다.

We have developed a two fluid solar wind model from the Sun to 1 AU. Its basic equations are mass, momentum and energy conservations. In these equations, we include a wave mechanism of heating the corona and accelerating the wind. The two fluid model takes into account the power spectrum of Alfvenic wave fluctuation. Model computations have been made to fit observational constraints such as electron(Te) and proton(Tp) temperatures and solar wind speed(V) at 1 AU. As a result, we obtained physical quantities of solar wind as follows: Te is 7.4 X 10.5 K and density(n) is 1.7 X 107 cm-3 in the corona. At 1 AU Te is 2.1 X 105 K and n is 0.3 cm-3, and V is 511 km s-1. Our model well explains the heating of protons in the corona and the acceleration of the solar wind.

현재 제주도 서귀포시 제주감귤연구소에서 개발중인 내풍형 2중 아치 비닐하우스에 풍하중을 재하하여 탄성수치해석을 시도한 결과, 풍동실험에 의하면 파풍망의 효과는 풍속이 5∼25m/s 일 때 파풍망을 통과한 유출속도가 86∼98%까지 감소하여 매우 효과적임을 알 수 있었다. 본 연구에서는 일반적으로 사용하고 있는 파이프를 지반에 고정시키는 경계조건을 주지 않고 설치한 피라미드형 콘크리트 지지대의 사하중을 지점에 재하하여 경계조건을 준 결과, 하우스가 풍하중의 양력에 의하여 위로 들리는 거동을 나타내고 있었다. 이러한 거동은 현장에서 목격되는 파괴형상이 기초 전체가 인발되고 파이프가 콘크리트 기초로부터 인발됨으로써 야기되는 파괴요인이 된다. 본 연구에서 재하한 45m/s의 풍하중은 재현기간이 100년에 대한 값으로 반영구적인 구조물에 기준으로 비닐하우스의 내구수명이 상대적으로 짧으므로 이 풍하중을 감소시켜서 설계할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 지붕아치가 연결되는 Y-형 접속장치를 내부힌지로 모델링한 것을 제외하고는 모든 연결을 고정연결로 보아 해석하였다.

In this study, dynamic characteristics were analyzed by field measurement and experiment mode analysis on a vertical axis wind turbine with resonance issue, and dynamic model modification was also carried out by concrete filling inside the steel tower. Finally, the overall power generation and economic efficiency due to the extension of the range of rotor rotational speed was also analyzed.

This paper used the Bayesian model averaging (BMA) with gamma distribution that takes the form of probability density functions to calibrate probabilistic forecasts of wind speed. We considered the alternative implementation of BMA, which was BMA gamma exchangeable model. This method was applied for forecasting of wind speed over Pyeongchang area using 51 members of the Ensemble Prediction System for Global (EPSG). The performances were evaluated by rank histogram, means absolute error, root mean square error, continuous ranked probability score and skill score. The results showed that BMA gamma exchangeable models performed better in forecasting wind speed, compared to the raw ensemble and ensemble mean.

The characteristics of atmospheric dispersion of radioactive material (i.e. 137Cs) related to local wind patterns around the Kori nuclear power plant (KNPP) were studied using WRF/HYSPLIT model. The cluster analysis using observed winds from 28 weather stations during a year (2012) was performed in order to obtain representative local wind patterns. The cluster analysis identified eight local wind patterns (P1, P2, P3, P4-1, P4-2, P4-3, P4-4, P4-5) over the KNPP region. P1, P2 and P3 accounted for 14.5%, 27.0% and 14.5%, respectively. Both P1 and P2 are related to westerly/northwesterly synoptic flows in winter and P3 includes the Changma or typhoons days. The simulations of P1, P2 and P3 with high wind velocities and constant wind directions show that 137Cs emitted from the KNPP during 0900~1400 LST (Local Standard Time) are dispersed to the east sea, southeast sea and southwestern inland, respectively. On the other hands, 5 sub-category of P4 have various local wind distributions under weak synoptic forcing and accounted for less than 10% of all. While the simulated 137Cs for P4-2 is dispersed to southwest inland due to northeasterly flows, 137Cs dispersed northward for the other patterns. The simulated average 137Cs concentrations of each local wind pattern are 564.1~1076.3 Bqm-3. The highest average concentration appeared P4-4 due to dispersion in a narrow zone and weak wind environment. On the other hands, the lowest average concentration appeared P1 and P2 due to rapid dispersion to the sea. The simulated 137Cs concentrations and dispersion locations of each local wind pattern are different according to the local wind conditions.

This study investigates the theoretical background of the interpolation methods that regards the topographical effect on the climate data, such as Co-kriging, Artificial Neural Network and MK-PRISM(Modified Korean Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model). Prior to applying the MK-PRISM to the interpolation of wind speed, this study has improved the model to be closer to the fundamental concept of the PRISM and verified it‘s validity. Since each method has individual advantages and disadvantages, there will be a need for comparative studies in order to select an interpolation method that is suitable for the topography of Korea. This study has added a weighted value that considers the existence of clusters at the known point, and has supplemented the digital elevation models and aspects distribution of multiple scales for application. In addition, this study has allowed the consideration of sharp changes between the known point and unknown point when calculating the topographic facet weighting. The supplement model was verified through the interpolation of rainfall in Jeju Island. The coefficient of determination and KGE(Kling and Gupta Efficiency) of the model displayed the results of 0.86 and 0.87, respectively for August 2010 monthly precipitation in Jeju Island, and the model was accordingly verified. This study is able to provide the necessary information to the researchers who wish to interpolate the observation data of wind speed. Furthermore, the supplement MK-PRISM becomes available to the research on the interpolation of wind speed.

본 연구에서는 위험도 평가 시스템에 대한 국내외 연구동향 및 기술현황을 조사하고 위험도 평가 모형의 사례별 특성을 분석하여 이를 기반으로 “풍해 위험도 평가를 위한 GIS 기반 전산 모형 개발 방안”을 도출하였다. 국내외 연구동향 및 기술현황 조사에서는 위험도 평가 시스템, GIS 기반 시스템, 기술 현황으로 나누어 국내와 국외의 사례를 조사하였으며, 위험도 평가 모형의 사례별 특성 분석에서는 조사된 내용을 바탕으로 분석 항목을 세분화하여 “풍해 위험도 평가 IT 기반 시스템”에 적용 및 활용할 수 있는 항목을 정리하였다. 이러한 내용을 토대로 앞으로 구축될 시스템을 구체적으로 정의함으로써 향후 진행될 시스템의 개발 범위와 내용, 개발 방안 및 시스템 구성 방안을 제시하였다.