• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.44-44
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• 2011

저수지와 같은 갇혀진 수체는 상류에서 유입되는 오염물질 뿐만 아니라 성층현상에 의해서도 오염될 수 있다. 안정된 성층은 혐기성 조건을 제공하여 바닥에서의 과도한 조류성장을 유발하고 연직순환흐름을 방해한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 환경적인 문제를 감소시킬 수 있도록 중요한 역할을 한다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 이러한 오염을 줄이는데 중요한 역할을 하는데, 연직순환을 일으키는 인자로는 빛의 입사, 바람, 물의 온도 및 열의 확산 등이 있으며, 그중에서도 가장 중요한 것은 바람의 영향이다. 그러므로 성층화된 흐름에서 바람에 의해 발생하는 연직순환에 대한 수치모형을 개발하고 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 수온성층흐름에서의 순환흐름을 해석하기 위하여 유속성분을 계산하고 자유수면 변위와 온도, 염도등과 같은 스칼라양의 해석을 위해 다음과 같은 3단계의 방법을 이용하였다. 첫 번째 단계(정수압 계산단계)에서는 운동량 방정식의 경사항을 음해적으로 해석하고, 두 번째 단계(자유수면 보정단계)에서는 자유수면의 변화를 계산하고 수평방향 유속성분을 계산한다. 예측-수정자 방법(predictor-corrector step method)을 이용하여 자유수면변위와 유속을 구하였다. 마지막으로 세 번째 단계(이송-확산단계)에서는 이송-확산 방정식을 이용하여 스칼라양을 계산하였다. 본 연구에서 제시한 모형의 정확도를 검증하기 위하여 정사각형수조에서 진동하는 자유수면의 해석해와 비교하였고, 성층화된 흐름에서 발생하는 연직순환에 대하여 수치모의를 실시하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발된 수치모형이 흐름 내부의 현상을 잘 묘사함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.836-840
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• 2007

Large-Scale Particle Image Velocimetry (LSPIV)는 Particle Image Velocimetry (PIV)를 자연하천이나 실험실에서 넓은 영역($4m^2{\sim}45,000m^2$)에 적용할 수 있도록 확장시킨 것으로 지난 10여년 이상 세계적으로 널리 이에 대한 연구가 진행되고 있다. PIV는 seeding, illumination, recording 그리고 image processing으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모의 흐름해석을 할 수 있도록 seeding, illumination에 대한 조정이 필요하고, 촬영된 image에 대한 왜곡을 없애는 작업이 필요하다. LSPIV는 PIV의 네가지 단계를 포함하여 seeding, illumination, recording, image transformation, image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 구성되어진다 (Li, 2002). LSPIV를 일반 하천에 적용시, 자연발생적인 tracers - 난류로 인한 표면 교란, 부유물, 수공구조물로 인해서 발생하는 자연 발생되는 거품 - 가 풍부해서 seeding이 불필요한 경우를 제외하고는 정확한 유속장의 해석을 위하여 인공적인 seeding을 필요로 한다. 일반적으로 Seeding 재료로 많이 이용되는 것은 wood mulch, Ecofoam, grain-straw 등이다. 하천에서 자연발생적 혹은 인위적 seeding을 하였을 때 이들 tracers의 물리적인 속성으로 바람에 쉽게 영향을 받고 이로 인하여 실제의 물표면유속을 대표하지 못하는 경우가 있다. 이에 실험실의 개수로에서 여러 가지 이용 가능한 tracers에 대하여 바람에 의한 오차 발생의 정도를 조사하였다. 실험에 사용된 seeding 재료로는 black polypropylene, Ecofoam, white polystyrene의 세가지를 이용하였다. black polypropylene (SG=0.92)과 white polystyrene (SG=0.0125)은 폭 1 m 이내의 개수로 실험 장치에서 유속장의 해석에 많이 이용되고 Ecofoam (SG=0.0065)은 수리 모형실험에서 많이 이용된다. seeding 물질에 따른 바람의 영향을 분석하기 위해서 폭 60cm의 개수로에서 seeding 물질을 변경하면서 펌프의 조작에 의해 3가지 단면평균유속을 발생시키고, 각 평균유속조건에 대해 4가지의 바람세기 - 바람이 없을 때와 팬의 바람세기를 1단, 2단, 3단으로 조정 - 를 발생시켰으며, 개수로위에서 촬영한 이미지의 상류측기준점으로부터 0.3556m 하류 지점을 횡단하는 단면의 표면유속을 측정하여 비교하였고, 그 단면의 중앙에서 물표면 바로 위 지점의 풍속을 측정하였다. 각 Seeding 물질에 대해 팬을 켜지 않았을 때, 즉 바람의 영향이 없을 때 측정한 표면유속을 바람의 세기가 변한 경우의 기준 표면유속으로 이용하였다. 본 연구의 결과 비중이 0.01 내외인 Ecofoam과 white polystyrene에 비해 비중이 0.92인 black polypropylene은 대부분이 물속에 잠겨 있어 흐름과 거의 일치하여 움직임을 알 수 있었다. 또한 흐름의 평균유속이 0.165 m/s의 저유속에서 바람이 tracers에 미치는 영향이 평균유속 0.558m/s인 경우보다 커서, 바람의 세기의 증가에 따라 표면유속 측정값이 급속히 감소되었다. 흐름의 평균유속이 큰 경우에는 바람이 tracer에 마치는 영향이 현격히 줄어듬을 보이고 있다. 결론적으로 유속이 증가함에 따라 바람의 영향은 감소하나, 바람의 영향을 최소화시키기 위해서는 가급적 비중이 큰 물질(0.5

• 한국환경생태학회지
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• 제33권3호
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• pp.366-374
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• 2019

본 연구는 폭염 및 미세먼지 저감을 위한 계획요소인 바람길의 활용 가능성을 논의해보고자, 전주시를 대상으로 바람길의 특성을 분석하고, 바람길 활용을 위한 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 호남정맥에 위치하는 전주지역 일대의 찬공기 흐름 및 찬공기 층 높이 등 찬공기 특성을 분석하였고, 전주시의 주요한 바람길을 특정하였다. 또한, 이를 바탕으로 전주시 일대의 산림관리 및 도시계획 활용방안을 제안하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 이용하여 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 분석 결과, 시간이 경과함에 따라 전주시 외곽 북동쪽 및 동쪽에 위치한 산림에서 생성된 찬공기의 흐름이 뚜렷해지고, 계곡지역과 농경지 일대에서 찬공기층의 높이가 증가하였다. 특히, 전주시의 찬공기 흐름은 북동쪽과 동쪽에서 생성된 찬공기가 전주시 중심 시가지로 유입되어 남쪽으로 흘러나가는 형태를 가지고 있어, 이상적인 바람길의 구조를 보여주는 사례였다. 찬공기 분석 결과를 바탕으로, 찬공기 생성이 활발한 산림지역 일대를 '찬공기 보전지역'으로 지정하고, 원활한 찬공기 흐름을 위해 관리가 필요한 지역을 '찬공기 관리지역'으로 지정하여, 찬공기 흐름을 유지 및 확대할 수 있는 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과는 전주시의 기후변화 적응 정책, 바람길숲 조성 사업 등 폭염과 미세먼지 해결을 위한 정책 수립과 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 1996년도 정기학술강연회 발표논문 초록집
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• pp.80-83
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• 1996

연안해역에서의 흐름은 조석에 의한 주기적인 해수면의 승강작용에 의한 조류, 바람에 의해 발생되는 수면 마찰력에 의한 풍성류(wind-driven flow), 밀도가 다른 하천수 등의 유입에 의한 밀도류 등에 의하여 발생한다. 대부분의 자연수괴에서의 실제 흐름은 이러한 흐름들이 단독으로 발생하는 것이 아니라 동시에 발생하는 복합류(combined flow)이다 따라서, 연안해역에서의 오염물질의 이동ㆍ확산은 이러한 복합류에 의하여 발생하므로 복합류의 구조에 대한 정확한 이해, 평가 및 예측은 연안수의 순환 및 오염물질의 확산에 관한 자연현상을 정확히 이해하는데 있어서 반드시 필요하다. (중략)

• 환경영향평가
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• 제20권2호
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• pp.97-105
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• 2011

도시의 일상생활에서는 시가지의 바람이 나무, 집 등 낮은 건축물 군에 의해 방해되어 보통은 전원의 바람보다 풍속이 저감되는 경우가 많다. 이러한 기존의 바람 흐름이 있는 곳에 건축물이 세워지게 되면 기존의 풍환경은 크게 변화되어 풍속이 약한 곳과 강한 곳이 조성되어 이와 같은 바람이 지표부근의 구조물에 의해 받는 영향은 도시지역에서 강하게 나타나게 된다. 이는 교외나 시골지역은 상대적으로 도시지역에 비해 영향을 적게 받게 된다. 임의의 지역, 특히 도시지역의 경우 기존의 건물이 증축되거나 혹은 새로운 건물이 신축되면 이로 인하여 기존의 바람흐름이 달라지며 이는 인접건물들의 확보하고 있던 자연 환기력의 변화를 야기 시키는 원인이 되기도 한다. 이러한 현상은 건축물에 의해 자연 환기력이 바뀌게 되는 일종의 기존 환경으로 부터의 변화를 의미한다. 본 연구에서는 수치해석을 이용하여 이와 같이 건물의 주변 환경변화, 즉 신축, 증축 등과 같은 변화를 고려하여 그 영향을 예측/분석하였다. 그 결과로 건물의 자연환기력을 전면에서 바람에 의한 압력증가와 후면에서 바람의 흡입에 의한 압력감소로 인해 전면의 풍속에 의해 발생하는 동압보다 큰 압력차가 발생하고, 그로 인해 환기량이 발생하는 것을 알수 있다. 주변 변화에 의해서는 동일한 규모의 건물이 추가되는 경우에 기존의 경우에 비해 35~45%의 자연환기격이 감소되는 것으로 나타났다.

• 한국측량학회지
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• 제37권6호
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• pp.417-426
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• 2019

이 연구에서는 미세먼지 시공간 변화 표현의 단점을 개선하고자 미세먼지를 흐름으로 시각화하였다. 일반적으로 미세먼지 흐름 시각화는 농도 분포와 바람장을 중첩해 표현하지만 도시 단위 이하 국지적 이동의 경우 바람과 미세먼지 이동이 다를 수 있으므로 바람장을 사용하는 것이 적합하지 않을 수 있다. 제시하는 시각화 방법론은 미세먼지 자료에서 직접 흐름 정보를 추출한다는 점에서 기존 연구와 차별성을 갖는다. 공간 상호작용을 설명하는 중력모델을 확장한 흐름 추출 방법을 미세먼지 자료에 적용하여 미세먼지 분포 변화에서 흐름 정보를 추출하였다. 이를 위해 공간보간법을 이용하여 미세먼지 분포도를 작성하였으며 추출된 미세먼지 흐름 정보를 물방울 모양의 움직이는 입자를 이용해 동적으로 시각화하였다. 산업 및 교통 활동이 시작하는 오전 5~7시 시간대를 대상으로 서울시 미세먼지 평균 흐름을 시각화하였으며 미세먼지 요인 중 하나인 교통정보와 연계하여 시각적으로 관련성을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.754-758
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• 2010

케이블 교량에서 발생하는 사장케이블의 진동현상에 대한 현상학적 특성을 명확히 이해해야, 사장케이블의 적합한 제진설계가 가능하다. 본 연구에서는 유체의 흐름과 구조물의 진동을 동적으로 연계하여 해석하기 위하여, ADINA의 CFD 및 Structure 코드를 동적으로 연계하는 FSI(Fluid Flow with Structure Interaction) 기법을 이용하였다. 바람으로 인해 이중원형실린더의 풍상측과 풍하측 실린더에서는 와류가 방출되면서 외력이 작용하게 되며, 이러한 공기력은 풍하측 실린더의 고유진동 운동과 함께 와류진동현상을 유발한다. 본 연구에서는 풍하측 실린더의 와류진동 현상의 해석에 주안점을 두었다. 본 연구에서는 흐름의 레이놀즈수와 이중원형실린더에 대한 바람의 입사각을 변화시키며 풍하측 실린더에서 발생하는 와류진동의 크기를 분석하였다. 본 연구결과, 유입풍속 및 바람의 입사각에 따라 이중원형실린더에서 발생하는 일반적인 와류방출현상과 풍하측 실린더에 작용하는 공기력 및 변위양상을 예측할 수 있었다. 특히, 바람의 입사각이 $15^{\circ}$인 경우에는 풍하측 실린더에서 방출되는 와류로 인해 풍하측 실린더에는 비대칭의 공기력이 작용하며, 이는 풍하측 실린더가 2사분면에서 4사분면 방향으로 진동하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.133-151
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• 2019

본 연구는 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고, 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천 탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였으며, 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 중랑천 유역의 주요 바람길이 흐르는 곳에 위치해 있는 의정부시는 남쪽 외곽에서부터 유입된 찬공기가 의정부시 전체 바람길 계획의 중요한 부분을 차지하고 있다. 또한, 서쪽의 사패산 일대에서 생성된 찬공기는 시청 인근의 중심상업지구까지 유입되고 있어 도심의 열환경을 조절하는 주요한 역할을 수행하는 것으로 판단된다. 반면, 의정부시 동쪽지역은 바람길 이용이 원활하지 않는 것으로 파악되었다. 동쪽의 관악산과 서쪽의 청계산 등에서 생성된 찬공기 흐름은 과천시의 북쪽 지역에서 가장 활발하였는데, 이 흐름은 안양천 및 양재천 탄천 유역 전체에서도 주요한 바람길이다. 이에 비해, 찬공기 흐름이 원활하지 않은 남쪽지역에 '과천지식정보타운 공공주택지구' 조성이 계획되어 있어 향후 이 지역의 주거환경이 저하될 가능성이 크다. 향후, 이 지역을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안하였다.

• 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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• 한국공간정보시스템학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.98-103
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• 2003

환경이 하나의 도시계획 요소로 작용하고 있는 상황에서 기후요소인 바람을 도시계획시 고려하여, 기존의 도시계획과는 다른 관점을 제시해 주는 분석시스템이다. 기상자료 및 해당 도면의 속성자료를 토대로 GRID분석과 Kriging보간 알고리즘을 구현하여 대상지역의 온도분포 및 바람흐름, 바람통로를 찾아내고자 하였다. 기후지도를 이용하여 주요 바람길을 파악할 수 있으며 대상지내 신선한 공기가 시작되는 녹지들을 추출하여 녹지계획의 핵으로 정한다. 녹지의 핵으로부터 각각의 녹지로 연결되는 바랑의 길을 분석하여 도시계획업무추진 시 바랑통로가 단절된 곳이나 단절된 계획이 있는 곳을 파악한다. 그리고 바람통로를 위해서 보존할 곳과 올바른 바람을 유도할 곳 등을 생성한다. 또한 본 연구에서는 열섬현상이 빈번히 발생하는 대구시를 대상지로 정하여 Landsat TM영상을 활용 도시의 열섬현상을 분석하고 시스템을 통해 제작된 기후지도를 활용한 열섬 현상 저감방안도 모색하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1925-1930
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• 2006

흐름의 연직분포를 가정하여 수면에서 바닥까지 적분하여 평균화한 방정식에 기초한 준2차원 흐름모형을 연안해역에서의 취송류해석을 위해 적용되었다. 바람장의 변동에 따른 취송류장의 변동이 크게 나타나므로 본 연구에서는 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 3차원 중규모 지역기상장 모형을 통해 연안해역에서의 시간에 따른 바람장변동을 수치해석 하였다. 육상에서의 지표면 열수지 변화를 위해 식생모델을 적용하였다. 기상장과 취송류 해석을 위한 수치모형실험결과 바람장의 변동에 따른 연안역에서의 흐름특성을 효과적으로 예측하고 있음을 확인하였다.