지난 10년간 복원력 상실에 의한 어선의 해양사고가 지속해서 증가하고 있으며, 갑작스러운 강풍이 주요 원인으로 지적되고 있다. 이러한 강풍에도 견딜 수 있는 어선의 운동·조종성능을 확보하기 위해서는 정밀한 풍하중 예측 기법이 우선되어야 한다. 따라 서 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용한 어선의 풍하중 평가기법을 개발하고자 한다. 특히, 고도 변화에 따라 풍속이 변화하는 계산환경을 모사하여 그 결과를 균일한 속도분포를 가정한 수치해석 결과와 비교 분석하고자 한다. 본 연구에서는 0-180°까지 15° 간격 으로 13개의 방향에 대해 풍하중을 계산하였으며, 계산에 사용된 메쉬 모델은 메쉬 의존성 시험을 수행하여 개발하였다. 전산수치해석은 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+(Ver. 13.06)와 k-w 난류 모델을 이용하여 정상상태(Steady State) 유동해석을 수행하였다. 수치해석결과를 간략히 살펴보면 Surge, Sway 및 Heave에서 39.5 %, 41.6 % 및 46.1 % 풍하중이 감소하였으 며 Roll, Pitch 및 Yaw에서 48.2 %, 50.6 % 및 36.5 % 감소하였다. 결론적으로 본 연구에서는 고도에 따른 풍속 변화 모델을 통해 기존보 다 정밀한 수준의 풍하중 추정이 가능한 것을 확인하였으며, 그 결과가 선박의 풍하중 추정 평가기법 발전에 이바지하길 기대한다.

최근 태풍의 크기가 커지면서 태풍과 지역적 돌풍에 의한 피해가 증가하고 있으며, 또한 수도권과 해안도시를 중심으로 초고 층건물의 건설이 증가하고 있다. 초고층건물의 경우 태풍 발생 시 건축물의 변위뿐 아니라 가속도가 증가하며 건축물의 진동이 큰 문제가 되며 이는 거주자의 사용성 문제로 직결된다. 건축물의 사용성은 건축물의 최대가속도로 판단하며, 최대가속도를 산정하는데 필요한 국가별 코드에 따른 피크팩터는 풍속이 정규분포라 가정하여 산정한 값이다. 그러나 사용성에 직접적인 영향을 주는 태풍과 강풍 등은 비정규분포인 경우가 대부분이기 때문에, 결국 국가별 코드에서는 태풍과 강풍의 영향을 반영하지 않은 건축물의 최대가속도 산정 방법을 제시하고 있는 것이라 할 수 있다. 본 논문에서는 기상청에서 제공하는 서울 등 10개 지역의 2010년부터 2014년까지 5개년의 총 50개의 풍속 자료를 이용해 산정한 피크팩터를 적용하여 계산한 건축물의 최대가속도와 국가별 코드를 적용한 최대가속도의 비교분석을 통한 연구를 진행하였고, 그 결과 국가별 피크팩터 산정식에 비정규분포의 풍속을 반영할 필요에 대하여 자료를 제시하고 있다.

본 연구는 온실에 작용하는 풍하중 산정을 위한 설계 풍속을 결정하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 10m이하 높이에서의 풍속을 측정하여 풍속고도분포지수를 산정하고 변화를 분석하였다. 고도에 따른 풍속분포함수 를 결정하기 위한 풍속고도분포지수를 계산하기 위해서 는 5m·s-1 이상의 풍속을 사용하는 것이 타당하다고 판단된다. 농촌 개활지인 부안지역의 고도에 따른 풍속변 화는 지표면으로부터 풍속이 지수함수로 증가하는 우리 나라의 RDC 기준과 일본의 JGHA 기준과 잘 일치하였고 풍속고도분포지수도 0.26으로 기준들에서 제시된 0.25와 거의 동일한 값을 나타내었다. 반면 군위지역의 경우는 풍속고도분포지수가 0.06으로 산정되어 지표면조 도가 클수록 풍속고도분포지수가 증가하는 일반적인 변 화 경향과는 반대로 나타났다. 이는 타워가 주변지대보다 약 2m 가량 더 높은 위치에 설치되었기 때문에 유선의 급격한 변화에 의한 것으로 판단된다. 따라서 일반적으로 농촌 개활지에 설치되는 온실의 설계를 위해 적용 할 풍속고도분포로는 우리나라의 RDC기준과 일본의 JGHA기준에서 제시한 풍속고도분포가 가장 타당한 것으로 사료된다. 부안의 경우 오전 7시 경부터 풍속고도 분포지수가 감소하다가 오후 3시경에 최소가 된 후 다시 증가하여 24시경에 일정해지는 것으로 나타나 시간에 따른 풍속고도분포지수의 일반적인 변화경향과 잘 일치하였다. 부안지역은 형상변수가 1.51로 나타나 간척지인 부안지역의 풍속특성이 제주도 연안지역과 유사한 풍속특성을 가지고 있음을 확인하였다.

본 연구는 표준 개방한우사 설계도에서 제시된 처마의 길이보다 짧게 개방한우사의 처마가 시설되었을 때 지붕의 기울기와 동일하게 처마를 연장하는 것과 기둥 위치에서 수직으로 비가림시설을 하는 경우, 어느 우사가 우의 더위 스트레스 경감, 우방 바닥 건조, 비 들이침 및 환기효율에 더 유리한지를 규명하기 위하여 표준길이의 처마와 3종의 비가림 시설을 대상으로 computational fluid dynamics (CFD) 시뮬레이션기법을 이용하여 수행하였다. 여름철의 평균 풍속인 1.2 m/s에 근거하여 시뮬레이션을 한 결과, 여러 형태로 수직 비가림시설을 설치하는 것보다 표준 처마길이로 시공하는 것이 환기 및 풍속분포가 양호하였다. 따라서 수직으로 비가림시설을 하는 것보다는 축사 표준설계도에 제시된 처마 길이 정도까지 지붕의 기울기와 같게 처마를 연장하는 것이 유리하다.

변동풍속 하에서 사장교의 공탄성 응답을 평가하기 위한 시간영역 해석기법을 제시하였다. 시간영역 해석법에서 중요하게 다루고 있는 두 가지 사항을 동시에 고려하였다. 첫째는 인공적으로 생성된 변동풍속의 공간분포 특성이며 둘째는 비정상 공기력의 주파수 의존성이다. 이 두 특성은 기존 논문에서도 개별적으로 검토된 바 있지만, 본 연구에서는 이를 동시에 고려함으로써 기존 개별 논문에 비하여 시간영역 공탄성 해석 결과가 실교량의 거동을 보다 정확히 구현할 수 있도록 하였다. 실교량을 대상으로 이와 같이 두 특성을 고려한 시간영역 해석결과를 도출한 뒤, 이 두 특성을 비교적 쉽게 반영할 수 있는 주파수영역 해석법의 결과와 비교함으로써 제안된 공탄성 해석법이 타당한 결과를 줌을 입증하였다. 이를 통하여 향후 장대교량의 제진 설계나 비선형 공탄성해석에 활용될 수 있는 시간영역 해석법을 제시하였다.

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.

This paper applied the ensemble model output statistics (EMOS) with truncated normal distribution, which are easy to implement postprocessing techniques, to calibrate probabilistic forecasts of wind speed that take the form of probability density functions. We also considered the alternative implementations of EMOS, which were EMOS exchangeable model and reduced EMOS model. These techniques were applied to the forecasts of wind speed over Pyeongchang area using 51 members of the Ensemble Prediction System for Global (EPSG). The performances were evaluated by rank histogram, mean absolute error, root mean square error and continuous ranked probability score. The results showed that EMOS models with truncated normal distribution performed better than the raw ensemble and ensemble mean. Especially, the reduced EMOS model exhibited better prediction skill than EMOS exchangeable model in most stations of study area.

The mean wind speed and turbulence intensity profiles in the atmospheric boundary layer were extracted from a LIDAR remote sensing campaign in order to apply for CFD validation. After considering the semi-steady state field data requirements to be used for CFD validation, a neutral atmosphere campaign period, in which the main wind direction and the power-law exponent of the wind profile were constantly maintained, was chosen. The campaign site at the Pohang Accelerator Laboratory, surrounded by 40~50m high hills, with an apartment district spread beyond the hills, is to be classified as a semi-complex terrain. Nevertheless, wind speed profiles measured up to 100m above the ground fitted well into a theoretical-experimental logarithmic-law equation. The LIDAR remote-sensing data of the sub-layer of the atmospheric boundary layer has been proven to be superior to the data obtained by conventional extrapolation of the wind profile with 2 or 3 anemometer measurements.