• 한국방재안전학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.29-37
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• 2015

우리나라 전체 재해의 60%이상은 태풍과 같은 바람재난으로부터 발생하고 있으며, 이러한 자연 재해로부터 구조물이나 외장재의 안전과 사용성 측면에서의 내풍설계 과정에서는 풍속스펙트럼의 평가가 요구된다. 본 논문에서는 최근 우리나라를 통과한 태풍 2003년 매미, 2010년 곰파스, 2012년 템빈의 변동풍속자료로부터 난류의 특성을 알아보기 위하여 6개의 대표지점을 여수, 서울, 청주, 원주, 대구, 속초로 선정했다. 선정된 각 지점에 대한 태풍의 변동풍속자료는 기상청으로부터 획득했다. 기상청으로부터 획득한 변동풍속 자료는 연최대순간풍속과 연최대평균퐁속이 같은 날 발생했기 때문에 각 모집단의 표본 1440개 중 년최대순간풍속이 속하는 740개 풍속자료를 10분 평균풍속으로 가정하여 난류특성을 비교 검토하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.75-84
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• 2017

내풍설계에서 기본풍속의 경우 우리나라는 10분 평균풍속을 이용하고 있지만, 기후변화와 태풍의 직간접 영향 및 강도증가로 인한 순간최대풍속이 구조물에 미치는 영향이 더 크다는 사실이 알려지고 있고, 일부 다른 나라에서는 이러한 순간풍속의 효과를 고려 3초의 평균풍속을 이용하고 있다. 본 논문에서는 1973-2016연까지의 일순간최대풍속의 확률과정, 통계적 성질, 난류의 특성 등을 평가하기 위하여 대표지점(17개 지점)을 선정했다. 선정된 각 지점에 대한 일순간최대풍속자료는 기상청으로부터 획득했다. 획득된 순간풍속의 해석결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 제주 서귀포 여수 부산에서의 8 7 9월에 0.2~0.35%로 나타났고, 서울 대관령은 3 4 5월에 0.25%로 나타났다. 2. 확률과정의 왜도평가에서 해안지역보다는 내륙지역에서의 더 큰 비정규성을 나타냈다. 3. 인접지역의 상관계수 평가에서 서울 인천(0.8), 대전 청주(0.75), 제주 서귀포(0.72) 순으로 나타났으며, 대관령 강릉은(-0.07), 전주 군산(0.0)은 인접지역의 영향이 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 1999년도 추계학술대회 논문집
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• pp.172-174
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• 1999

이전의 연구에서는 중정도에서 강한 풍속까지의 대기경계층 난류구조는 잘 해석하였으나, 저풍속 안정한 대기조건일 때 난류구조에 대해서는 아직까지 잘 알려져 있지 않다. 또한 육지와 거대한 수계의 열적 특성차이를 갖는 임해지역에서의 확산은 Praire지역을 비롯한 내륙지역과는 다른 특성을 갖는다. 임해지역에서는 오염원으로부터 중단거리에서 저풍속시에 지표상에 고농도가 발생하는 오염물질확산현상이 잘 발생한다.(중략)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.182.2-182.2
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• 2010

설계단계의 풍력발전시스템 하중계산은 20년이 넘는 시스템 수명과 효율을 결정하는 중요한 부분이다. 일반적인 규정서 기반의 설계하중 계산은 실제 풍황 조건인 발전기 상호 간섭, 설치 지형의 특성 등을 상세히 묘사하기 어렵다. 풍력발전기 설계 단계에서 검토된 평균풍속 또는 난류강도 등이 규정(IEC, GL 등)을 만족한다 하더라도 설계값과 실제값은 서로 다른 결과를 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 기 설계된 풍력발전기가 최적 효율을 낼 수 있는 풍력단지의 풍황 특성(평균풍속과 난류강도 등)의 범위를 보다 정확하게 제시하여 설치되는 풍력발전기의 수명과 효율을 높이는 방법을 연구하였다. 이를 위하여 당사의 2MW급 IEC Class II-A로 설계된 직접 구동형 풍력발전기에 대해, 다양한 평균 풍속(7m/s~10m/s)과 난류강도(14%~20%)를 고려한 하중 계산을 수행하였다. 하중 분석을 통해 실제 풍황 조건에 따른 극한하중 산출 및 피로수명의 민감도를 검토하여 풍력발전기 운용의 풍속과 난류강도의 최적범위 제시하여 발전단지 설계에 활용할 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권1호
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• pp.21-29
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• 2016

상업용 풍력발전단지에 설치된 기상 탑의 측정데이터와 풍력터빈의 SCADA(Supervisory Control and data Acquisition) 데이터를 이용하여 풍력터빈의 후류영향을 분석하고 후류 풍속저감 예측을 위한 eddy viscosity 모델 및 난류강도 예측을 위한 Lange 모델의 계산값과 비교하였다. 후류영향 분석결과, 자유단(free stream) 풍속이 낮을수록 풍력터빈 후류에서의 풍속 감소율은 증가하였으며 후류 난류강도 역시 자유단 풍속이 낮아질수록 증가하는 특징을 보였다. Eddy viscosity 모델에 의해 예측된 풍력터빈 후류중심에서의 풍속 감소율은 측정값에 비해 과대 예측되었으며 Lange 모델에 의한 후류 난류강도 예측은 실측값과 유사하게 예측되고 있음을 보였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.39-46
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• 2015

시공간적으로 불규칙하게 작용하는 태풍의 변동풍속은 지표면의 조도에 의해 많은 영향을 받으며, 이러한 불규칙한 변동풍속을 받는 저층 중층 고층건물의 안전 및 사용성의 평가는 이와 관련한 많은 파라미터에 의해 평가되고 있다. 최근 우리나라를 통과한 태풍 매미(2003), 곰파스(2010), 템빈(2012)의 변동풍속자료로부터 난류의 특성 및 스펙트럼의 평가를 알아 보기 위하여 6개의 대표지점을 선정했고, 선정된 각 지점에 대한 변동풍속자료는 기상청으로부터 획득했지만, 이 자료는 지상 10m 높이에서 관측되었고 1분의 평균자료이다. 이러한 기상청의 자료는 실측자료이기는 하나 1분 평균에 의한 진동수의 영역별 영향이 평균화될 수 있고, 높이에 따른 변동풍속의 특성을 잘 나타내지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 고층건물에 영향을 미치는 지상 200m 높이에서의 변동풍속에 대한 확률분포, 난류특성 및 스펙트럼을 평가하기 위하여 기상청 자료와 Monte Carlo Simulation 방법을 이용하여 변동풍속을 해석한 후 비교 검토하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.23-30
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• 2013

본 연구에서는 최근 2003년부터 2012년까지의 10년 동안 연최대평균풍속이 발생한 날의 변동풍속으로부터 최초파괴확률(FEP: first excursion probability)을 알아보기 위하여 대표지점 8개 지점을 선정하고, 선정된 각 지점에 대한 최근 10년 동안의 풍속자료는 기상청으로부터 획득했고, 90개의 앙상블 중 정규확률분포로 평가된 12개의 모집단을 선정하여, 최초파괴확률 평가를 실시하였다. 분석결과 FEP의 발생확률은 P모델이 M모델 보다 약 60-200% 크게 나타나는 사실을 알 수 있었고 지표면 10 m에서 실측된 기상청자료의 변동풍속으로부터 지상 320 m까지 추정한 변동풍속의 평균 풍속 난류강도의 수직분포를 확인할 수 있었고, 서울 대구의 경도풍 고도는 약 300 m, 나머지 지점은 약 240-280 m로 나타났고, 지표면부근에서의 난류강도는 0.72 m/s-3.3 m/s로 100 m 높이 까지는 난류강도의 변화율이 증가하는 사실을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1885-1891
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• 2010

풍력터빈의 토크제어는 정격풍속 이하에서 매우 중요하다. 토크제어의 주된 목적은 바람이 가진 공기역학적 파워로부터 최대의 파워를 얻도록 하는 것이다. 풍력터빈의 토크제어 방법은 토크모드 제어와 속도모드 제어로 크게 두 경우로 구분된다. 토크모드 제어는 풍력터빈에서 잘 알려지고 전통적으로 사용되는 방법으로 발전기 회전속도의 제곱에 비례하도록 발전기의 토크크기를 발생시킨다. 속도모드 제어에서는 발전기의 토크크기를 발생하기 위하여 PI 제어기를 사용한다. 본 논문에서는 실제 풍속이 난류인 점을 고려하여 2.75 MW 풍력터빈을 대상으로 두 토크제어 방법을 적용한 수치실험 결과를 제시하고 응답특성을 비교한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.391-398
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• 2016

본 연구에서는 난류 유입조건을 갖는 수평축 풍력터빈 블레이드의 공력 하중에 대해 초점을 맞추어 연구하였다. 난류모델은 풍속과 방향에 대한 변동을 포함하며, 그 특성은 난류 강도와 표준편차로 표현된다. IEC61400-1에서는 정상 난류 모델과 정상 풍속 측면도에 대해서 피로해석을 수행하도록 규정하고 있다. 이를 위해 공력 최적설계 절차를 통해 얻어낸 MW급 수평축 풍력터빈 블레이드 허브와 저속 회전축에 대한 공력하중 해석을 수행한다. 공력하중 성분은 수치적인 절차를 통해 얻어내며 이를 블레이드 회전 특성을 고려하여 해석적으로 검토하였다. 난류 조건을 고려했을 때의 최대 추력과 토크의 변동치는 난류 조건을 고려하지 않았을 때의 값들에 비해 5~8 배 더 큰 값을 보였다. 따라서 난류 조건을 반영한 하중 해석은 풍력터빈 블레이드의 구조설계에 있어서 필수적임을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.21-31
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• 1989

본 연구에서는 경사진 hot-wire probe 의 특성값을 구하고 열선풍속계의 응답식으로부터 수평원통관내에서 3차원 흐름의 속도성분과 난류 강도 그리고 전단 응력을 pitot tube의 결과와 비교 연구하였다. 또한, 속도 및 난류 강도에 관한 유도된 식을 swirling flow에도 적용하여 만족한 결과를 얻었다.