• 제목/요약/키워드: 풍공학

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풍공학에 있어서의 전산해석과 풍동실험

  • 최창근;김윤석
    • 전산구조공학
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    • 제4권1호
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    • pp.36-41
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    • 1991
  • Structure와 flow, 크게는 인간생활과 자연생활을 대상으로 하는 풍공학에 있어서 가장 중요한 해석방법으로써 전산해석과 풍동실험을 들 수 있다. 금세기 후반에 들어 컴퓨터의 출현 모든 공학분야의 발전에 크게 기여하고 있다는 것은 모두가 인지하는 사실이다. 풍공분야에 있어서도 컴퓨터는 데이타의 처리를 양적으로는 물론 질적으로도 크게 향상시켜주었고 유동장에 구조물이 존재할 때 그 주위를 통과하는 유체에 대한 기존의 사고방식에 새로운 변화를 주고 있다. 그러나 유체라는 것은 매우 복잡하여 이상화된 이론적 취급만으로는 충분히 규명될 수 없는 점도 있고 또한, 이론의 결과를 실제에 이용하기 위해서는 그것을 확인할 필요가 있기 때문에 풍동실험을 하게 된다. 최근 컴퓨터의 발달과 계산기술의 향상에 큰 성과를 올리고 있으나, 구조물의 유체력탄성거동시에 구조물에 미치는 비정상유체력의 평가에는 풍동실험을 이용하는 것이 현재의 풍공학의 주류라 할 수 있다. 본 고에서는 현재 풍공학에서 다루어지고 있는 주요 토픽 중 몇가지를 컴퓨터를 이용한 수치해석적 입장과 풍동을 통한 실험적 입장에서 고찰해 보고자 한다.

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트윈 빌딩의 공력 특성이 풍응답에 미치는 영향 평가 (Impact of the Aerodynamic Characteristics of Twin Buildings on Wind Responses)

  • 김법렬
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.1-7
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    • 2020
  • 트윈 빌딩의 풍응답은 풍하중의 공력 특성과 트윈 빌딩 구조 시스템의 동적 특성에 영향을 받는다. 본 논문에서는 트윈 빌딩의 두 빌딩의 간격이 다른 두 경우에 대해서 풍응답에 영향을 주는 풍압의 특성을 풍동 실험과 적합 직교 분해 기법을 이용해 파악하고, 3차원 구조 시스템 모델링을 통해 동특성을 파악하였다. 그리고 이중 모달 변환 기법을 이용해서 각 풍압의 특성과 구조물의 동특성이 풍응답에 미치는 영향을 파악하였다. 적합 직교 분해 기법을 통해서 채널링과 와류 효과에 대해서 파악할 수 있었다. 풍 직각 방향의 풍하중은 두 빌딩의 간격에 영향을 많이 받았으며, 풍 방향의 풍하중은 간격에 영향을 적게 받았다. 마찬가지로, 이중 모달 변환 기법에서 교차 참여 계수는 풍 직각 방향에서는 두 빌딩의 간격에 따라 크게 달라진 반면, 풍 방향은 영향이 적었다. 이에 따라 두 빌딩의 간격이 풍 방향의 풍응답 보다 풍 직각 뱡향의 풍응답에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

해운대 해수욕장 전면 해상의 조류에 미치는 바람효과 (Wind Effect on Tidal Currents in the Neighborhood of Haeundae Beach)

  • 이문옥;이종섭;김병국;김종규
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.34-46
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    • 2010
  • 2007년 4계절 동안 5회에 걸쳐 해운대 해수욕장으로부터 약 1.6 km 떨어진 수심 20 m 해역에서 층별 관측한 조류자료를 이 기간 동안 가장 가까운 지점에서 획득한 육상풍 및 해상풍 자료와 각각 비교 검토하였다. 그 결과, 각 계절별 풍향은 육상풍과 해상풍이 서로 유사하였으나, 풍속은 해상풍이 육상풍에 비해 3배 이상 강하였다. 또한, 해상풍은 늦여름부터 가을에 걸쳐 표층 조류에 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 한편, 바람이 수층의 흐름에 미치는 한계를 나타내는 에크만층의 두께는 평균 31.8 m로 나타나, 측류 위치의 전 수층이 바람의 영향을 받는 것으로 판단되었다. 따라서, 해운대 해수욕장의 모래 유실 방지 대책을 위한 조류 해석에 있어서 풍응력의 고려가 필요할 것으로 생각된다.

고무보판 패널 철도건널목 시스템의 고속열차 풍하중에 대한 구조 안정성 분석 (Evaluation on Structural Stability of Railway Level Crossing System using Rubber Panel by High Speed Train Gust)

  • 최정열;김상진;신태형;정지승
    • 문화기술의 융합
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    • 제5권2호
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    • pp.355-360
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    • 2019
  • 본 연구에서는 고속열차 주행 중 발생하는 풍하중 안정성 검토조건을 준용하여, 열차속도 300km/h와 360km/h에 대한 고속선로용 고무보판 패널 구조의 열차 풍하중에 대한 구조적 안정성을 검토하였다. 이를 위해 고무보판 패널 시스템이 가장 복잡한 구성으로 설치될 수 있는 현장조건을 적용하여 3차원 해석모델링을 이용한 정밀 수치해석을 수행하였으며, 이를 통해 고속열차 풍하중에 대한 고무보판 패널 시스템의 구조적 안정성을 해석적으로 입증하였다.

기상청 현업 모델 RDAPS와 QuikSCAT 해상풍 자료의 비교 (Comparison of KMA Operational Model RDAPS with QuikSCAT Sea Surface Wind Data)

  • 유승협;조재갑;서장원
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.467-475
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    • 2007
  • 기상청 현업 모델 RDAPS 모델 자료와 QuikSCAT 관측결과 중 2005, 2006년 해상풍 자료를 비교하였다. 해상풍의 하계와 동계의 평균 공간 분포의 분석결과 한반도 주변의 계절적인 해상풍의 뚜렷한 특성을 잘 나타낸다. 모델과 관측의 해상풍 통계 분석 비교에서도 계절적인 차이를 잘 나타낸다. 한반도 주변의 하계 BIAS 값은 -0.5m/s이하의 분포를 보이고, 동계에는 -1 m/s이하의 분포를 보인다. 상관계수의 경우 하계에는 0.7, 동계에는 0.8 이상으로 분포한다. 공간적으로 평균된 상관계수의 경우 2005년, 2006년 모두 하계보다 동계에 더욱 상관관계가 높은 것으로 나타났다. 이것은 하계의 약한 풍속보다 동계의 강한 해상풍을 RDAPS에서 더 잘 재현하고 있는 것으로 판단된다.

재분배기법을 이용한 고층건물의 풍응답 가속도 조절 설계기법 (Design Method to Control Wind-Induced Vibration of High-Rise Buildings Using Resizing Algorithm)

  • 서지현;박효선
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.465-473
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    • 2010
  • 건물의 높이와 세장비가 증가함에 따라 건물의 최대 횡변위와 풍응답 가속도와 같은 사용성 요구조건을 만족시키는 것이 고층건물 구조설계에 있어서 중요한 설계요소가 되고 있다. 풍응답 가속도는 거주자에게 불쾌함을 유발시키는 직접적인 원인이 되지만, 초기 구조 설계단계에서 구조 설계자가 풍응답을 조절할 수 있는 실용적인 방법은 개발되어 있지 못하다. 본 연구에서는 재분배기법을 이용하여 건물의 강성을 조절함으로써 고층건물의 풍응답 가속도를 조절할 수 있는 방법을 제안하였다. ASCE 7-02, NBCC 95, ISO 6897 등의 설계 코드 및 기준에 의하면 고층건물의 풍응답 가속도는 1차 고유주기에 반비례한다는 사실에 근거하여 본 연구에서는 물량을 재분배하여 건물의 1차 고유주기를 조절함으로서 풍응답 가속도를 조절하는 실용적 풍응답 가속도 조절 설계법을 제안한다. 제안된 설계법은 42층 건물의 풍응답 가속도 조절 설계에 적용하여 그 적용성과 효율성을 평가하였다.

시변 수평풍 모델을 적용한 동적 활공 최적 궤적 추종 (Dynamic Soaring Optimal Path Following with Time-variant Horizontal Wind Model)

  • 박승우;한승우;김인근;고상호
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.72-80
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    • 2021
  • 앨버트로스는 동적 활공 기법을 이용하여 수평풍으로부터 에너지를 얻어 날갯짓 없이 장거리를 비행할 수 있다. 이러한 동적 활공 기법을 유/무인기에 적용하여 비행체에 요구되는 자원을 최소화하고 경량화, 소량화를 달성하여 주어진 임무를 효과적으로 수행할 수 있다. 본 논문에서는 앨버트로스의 동적 활공 기법을 모사하기 위하여 최적의 동적 활공 비행 궤적을 도출하고 이를 추종하기 위한 제어 구조를 설계하여 시뮬레이션을 진행한다. 특히나 동적 활공 시뮬레이션을 더욱더 현실과 근접하게 모델링하기 위해 매 순간 변화하는 수평풍 모델을 제안한다. 이를 통해 시변 수평풍 모델이 무인 비행체의 동적 활공 임무를 수행하는데 미치는 영향을 파악하고 분석한다.

국내 풍하중의 확률적 모형 개발 (Development of Probabilistic Wind Load Models)

  • 김상효;배규웅;박홍석
    • 전산구조공학
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    • 제3권2호
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    • pp.109-115
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    • 1990
  • 국내 풍하중의 합리적인 확률모형을 개발하기 위하여 전국 25개 지역에서 수집된 풍속자료를 일관성을 가지도록 측정높이, 노풍도, 측정시간등에 대한 보정을 실시하여 이용하였다. 풍하중의 활률특성에 영향을 미치는 요소로는 풍속, 풍력계수, 속도압계수, 가스트계수 등의 확률특성이 고려되었다. 풍하중을 결정하는 각종 계수들의 확률특성으로부터 풍하중의 확률특성을 분석하기 위해서 널리 이용되는 Monte Carlo Simulation기법을 이용하였다. 풍하중의 확률분포로는 풍속과 같이 Gumbel의 Type-I 극한값 분포를 적용하였으며 simulation결과에서 상부 10%만을 이용하였다. 또한 어떤 특정 구조물에 최대풍속이 가장 불리한 방향에서 발생할 확률이 낮은 것을 고려하여 감소계수 0.85를 적용하여 모형화하였다.

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