• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제21권1호
• /
• pp.49-58
• /
• 2017

일상적으로 우리가 매일 경험하는 눈, 비, 바람, 기온과 같은 현상을 날씨라고 하며, 일정한 지역에서 장기간에 걸쳐 나타나는 대기현상의 평균적인 상태를 기후라고 한다. 또한 기후가 평균적 상태에 비해 유의미하게 변동하는 것을 기후변화라고 한다. 콘크리트 구조물의 경우 외부 극한기후환경에 노출 될 경우 다양한 문제점들이 발생할 수 있다. 이러한 문제점들 중 최근 가장 문제가 되고 있는 폭우, 폭설과 같은 극한기후인자요소의 작용을 받아 발생 할 수 있는 동결융해에 대한 현상이다. 콘크리트의 경우 온도가 너무 낮거나 높다고 손상이 발생하는 것은 아니라 동결 융해를 반복적으로 받을 경우 심각한 내구성 저하를 나타나게 되며 실제 성능저하가 된 구조물의 경우 회복하기 힘들게 된다. 따라서 본 연구에서는 극심한 기후변화로 발생 되는 다양한 기후인자 요소 중 풍속-일조시간의 기후변화 양생조건에 대하여 양생 후 콘크리트 동결융해 실험을 접목시켜 상대동탄성계수를 측정하고 이를 바탕으로 성능중심평가 (Performance Based Evaluation (PBE))를 실시하고 대응책을 마련하고자 한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.325-334
• /
• 2022

기후변화라는 용어가 대중화되기 시작한 지 30여 년이 훨씬 지났지만, 최근 들어 급속히 가속화된 모습들이 전 세계에서 기상이변의 모습으로 나타나고 있다. 미국 데스밸리 사막에서는 폭우가 내리고, 유럽은 기온이 40도 이상 상승하는 등 예년과 확연히 다른 현상을 보여주고 있다. 한반도에서는 수년 전부터 풍속이 매우 강한 슈퍼 태풍이 큰 재난 위험이 되었으며, 해수 온도 상승에 의한 더 많은 에너지 공급으로 슈퍼 태풍의 발생 가능성이 높아져 이에 대한 사전 대응이 요구되고 있다. 본 연구는 수치해석을 이용한 방법과 달리 과거 태풍 자료를 분석하여, 해안 방재를 목적으로 태풍 특성의 변화를 연구하였다. 기존의 연구는 발생한 모든 열대폭풍을 대상으로 하고 있지만, 본 연구에서는 한반도 남쪽 해역에 특정 구역을 설정한 후 연구를 수행하였다. 연구 대상은 1980년부터 현재까지 40여년간 발생한 태풍들이며, 한반도에 영향을 주는 태풍의 최대 풍속이 다소 증가한 것을 확인할 수 있었다. 특정 해역에서 태풍의 풍속은 일생 최대 풍속의 80% 정도이며, ENSO와의 상관관계는 확인할 수 없었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.19-32
• /
• 2014

본 연구에서는 우량계로 측정한 강우량이 실제 지표면에 떨어지는 강우 값에 근접하도록 보정함으로써, 유출해석 및 기타 수문분석에 적용할 경우 신뢰도 높은 결과를 얻는데 목적이 있다. 지상우량계로 관측한 강우량에 대한 바람의 영향을 분석하기 위하여, 표준기상관측소인 추풍령기상대에 설치된 바람막이의 유(有) 무(無)에 따른 우량계와 기준우량계의 자료를 획득하였다. 획득한 강우를 단순선형회귀 모형과 신경망 모형을 이용하여 지상강우를 보정하였으며, $Vflo^{TM}$모형을 이용한 유출모의를 통하여 자료의 신뢰도를 검증하였다. 단순선형회귀 모형을 사용한 보정 강우량은 실제 관측된 강우량보다 5%~18%가 큰 강우량을 나타냈으며, 강우획득에 있어 바람의 영향은 1.6~3.3m/s의 풍속구간에서 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 회귀모형에서는 풍속구간 5.5m/s이상일 경우 자료의 개수가 전체자료의 0.7%로 매우 작고, 이상치가 획득됨으로써 회귀모형 적용의 어려움이 있었다. 반면에 신경망 기법을 이용한 지상강우의 보정은 전체적으로 관측 값보다 10~20% 가량 강우가 적게 추정되었다. 통계분석결과, 전체적으로 편차가 크고 평균 강우획득량이 클수록 신경망 모형의 적용성이 높게 나타났으며, 획득한 강우량의 극치값이 크게 나타날수록 선형회귀 모형의 적용성이 높게 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구결과로 신뢰성 높은 강우보정을 위해서는 지역별 강우 특성에 따른 적합한 보정방법을 선택해야 할 것으로 판단되며, 앞으로의 수문해석에 있어 본 논문에서 제시하는 강우 보정방법을 적용함으로써 신뢰도 높은 수문해석 결과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다.

• 원예과학기술지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.626-634
• /
• 2012

본 연구에서는 노지재배 포도의 내한성을 증대시킬 수 있는 방법을 모색하고자 간이비가림시설 설치에 따른 식물체의 반응을 조사하였다. 간이비가림시설에서 월동한 식물체의 탄수화물 함량은 노지 처리구에 비해 높았으며, 'Muscat Bailey A'의 줄기보다 '거봉'과 '캠벨얼리' 품종에서 탄수화물의 함량이 높게 나타났다. 노지에 비해 간이비가림시설에서 발아율과 신초의 생장도 양호하였으나 방충망, 차광막을 처리한 구에서는 유의차가 나타나지 않았다. 포도 잿빛곰팡이병의 발생은 간이비가림시설에서 발생이 적었다. Stilbene 화합물 함량은 노지보다 간이비가림 처리구에서 함량이 약간 더 높게 나타났으며 가장 많이 함유된 stilbene은 배당체 형태인 t-piceid였으며, resveratrol, piceatannol, c-piceid에 비해 상당히 고함량을 나타내었다. Chalcone isomerase, manganese superoxide dismutase, proline rich protein 2, temperature induced lipocalin의 transcripts는 시간이 지날수록 유전자의 발현량이 더 많이 축적되었고, 대체적으로 간이비가림시설의 삽수에서 저온 스트레스에 더 강하게 발현되었다. 처리구별 온도차이는 없었으나 노지에 비해 간이비가림시설에서 풍속이 크게 감소하였으며, 간이비가림시설 내에서 차광막을 설치한 경우 풍속의 감소효과가 현저하게 나타났다. 겨울철의 간이비가림시설과 방충망을 설치함으로써 극저온에 의한 포도나무의 저온피해를 줄일 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.95-101
• /
• 2020

풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 축일로 변환하는 장치로서 상대적으로 고속 회전하면서 양력과 항력의 다양한 하중 조합과 진동에 견딜 수 있도록 내구 강도가 큰 경량의 재료를 선택하여 강성을 증가시키는 구조를 갖도록 설계되어야 한다. 본 연구는 CFRP 프리프레그를 사용하여 소형 풍력 블레이드를 제작하는 경우 공정 시간을 단축하는 기술을 개발하려는 목적으로 수행되었다. QBlade 수치해석 프로그램을 사용하여 블레이드의 형상을 결정하였다. 주어진 풍속에서 바람에 의해 부가되는 양력과 항력을 계산하는 유체역학 수치해석을 수행하고, 대표적인 블레이드 구조에 대해 블레이드 외피 재료에 가해지는 폰미세스 응력을 예측하는 재료역학 수치해석을 수행하였다. 인장 강도 시험의 불확실도를 개선하기 위해 ASTM D638 규정을 수정하여 새로운 시편의 형상을 제안하였고, 기존 형상의 인장 강도와 유사한 평균값을 얻되 파단 위치의 재현성이 향상됨을 확인하였다. 일련의 실험을 통해 소형 풍력블레이드의 제작에 블래더 가압 방식을 적용하면 충분한 내구 강도를 확보하면서 공정시간을 단축할 수 있음을 확인하였다.

• 한국초지조사료학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2016

2014/2015년도 전국 동계사료작물, 특히 벼 입모 중 파종했던 이탈리안 라이그라스의 월동 후 생육 상황은 매우 저조했다. 이탈리안 라이그라스의 생육저해 요인을 찾기 위해 충남 논산지역의 생육상황과 인근 대전지역의 기상을 분석한 결과는 다음과 같다. 월동 후인 2015년 2월 8일과 9일의 최저기온과 최대순간풍속은 각각 $-8.8^{\circ}C$와 10.7 m/s, $-12.4^{\circ}C$와 9.6 m/s로서 소낙눈을 동반한 강풍이 불면서 온도도 매우 낮았는데, 이는 토양 과습으로 토양 표면에 노출되어 있던 이탈리안 라이그라스의 뿌리 생장에 매우 불리하게 작용하였다. 연이어 2월 12, 13, 14일에도 각각 $-4.1^{\circ}C$와 11.6 m/s, $-5.6^{\circ}C$와 10.3 m/s, $-4.7^{\circ}C$와 7.5 m/s의 저온과 강풍피해를 받았다. 더욱이 1월부터 지속된 가뭄현상으로 건조상태가 지속되다가 2월 15, 16일에 19 mm의 강우가 내렸으나 생육을 회복하기엔 역부족이었다. 2월 26, 27, 28일에도 $-1.8^{\circ}C$와 13.7 m/s, $-3.5^{\circ}C$와 10.6 m/s, $-4.1^{\circ}C$와 6.8 m/s의 저온과 강풍피해가 있었다. 3월 3일까지 고사개체가 59% 이상으로 많았으며 3월 4일부터 12일까지 9일간의 저온과 강풍은 이탈리안 라이그라스를 생육 회복불능상태로 몰고 갔다. 따라서 2014/2015년의 이탈리안 라이그라스 수량감소의 주원인은 다음과 같이 분석되었다. 2014년 10월, 11월의 강우로 인하여 벼 수확 후 볏짚수거가 지연되어 볏짚 밑에 눌려 연약하게 자란 개체가 월동 후 저온에 고사되었다. 배수로 미설치로 논 토양 표면의 수분이 과다하여 뿌리를 땅속으로 내리지 못한 채 월동하게 된 이탈리안 라이그라스가 봄에 서릿발 및 가뭄과 강풍을 동반한 저온피해를 받아 뿌리가 말라버려 작물이 고사되어 버리는 상황이 발생되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.159-165
• /
• 1987

본(本) 연구(硏究)에서는 특정지역에서 태풍(颱風)의 통계적(統計的) 분석(分析) 및 확률적(確率的) 기술방법(記述方法)을 이용하여 한국(韓國)의 태풍위험도분석(颱風危險度分析)에 관한 합리적(合理的) 방법(方法)을 제시(提示)하였다. 간접적(間接的) 방법(方法)으로 태풍(颱風)의 확률풍속(確率風速)을 예측하기 위해 두가지 시뮬레이션 과정(過程) 및 fitting 방법(方法)에 대해 논(論)하였다. 일반적으로 간접적(間接的) 방법(方法)으로는 Russell의 방법(方法)이 사용되고 있는데 이 방법(方法)은 특정지역에서 태풍(颱風)의 확률적(確率的) 예측을 위한 기상학적(氣象學的) 특성(特性)과 풍속장(風速場)모형(Wind field Model)에 기초를 두고 시뮬레이션 방법(方法)에 의해 약 1,000개의 태풍(颱風)을 발생시켜 통계적(統計的)으로 기저확률분포(基底確率分布)를 구한 다음, 그 결과를 Weibull분포(分布)에 fitting하도록 하고 있다. 그러나, 본(本) 연구(硏究)에서는 150년(年) 내지 200년간(年間)의 연최대풍속(年最大風速)을 발생시켜 그 data를 이용하여 Weibull분포(分布)에 직접 fitting하는 방법(方法)을 제안(提案)하였다. 수치해석(數値解析)결과, 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 방법(方法)이 보다 효율적(效率的)이고 합리적(合理的)인 태풍(颱風)의 위험도평가방법(危險度評價方法)임을 알 수 있었다. 아울러, 제안(提案)된 확률풍속(確率風速) 예측방법(豫測方法)을 이용하여 태풍(颱風)취약지역인 남서해안(海岸) 일대에서 송전탑(送電塔)의 설계풍속(設計風速)에 대해 검토, 분석하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제2권6호
• /
• pp.441-460
• /
• 2002

In the design of bridges, it is important to consider the thermal stresses induced by the non-linear temperature distribution as well as the variation of effective temperature in the bridge deck. To cope with this, design temperature profiles are provided by design codes, which are normally based on extensive research work. This paper presents the results of a comprehensive investigation on the thermal behaviour of bridges in Hong Kong with special emphasis on composite bridges. The temperature distribution in bridges depends primarily on the solar radiation, ambient air temperature and wind speed in the vicinity. Apart from data of the meteorological factors, good estimates of the thermal properties of material and the film coefficients are necessary for the prediction of temperature distribution. The design temperature profiles for various types of composite bridge deck with bituminous surfacing and concrete slab of different thicknesses are proposed. The factors affecting the design effective temperature are also reviewed and suitable values for Hong Kong are proposed. Results are compared with recommendations of the current local code. The method facilitates the development of site-specific temperature profiles for code documents, and it can also be applied to create zoning maps for temperature loading for large countries where there are great climatic differences.

• 한국해양공학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.215-224
• /
• 2023

While melting glaciers due to global warming have facilitated the development of polar routes, Arctic vessels require reliable anti-icing methods to prevent hull icing. Currently, the existing anti-icing method, i.e., the heating coil method, has disadvantages, such as disconnection and power inefficiency. Therefore, a carbon nanotube-based surface heating element method was developed to address these limitations. In this study, the numerical analysis of the surface heating element method was performed using ANSYS. The numerical analysis included conjugate heat transfer and computational fluid dynamics to consider the conduction solids and the effects of wind speed and temperature in cold environments. The numerical analysis method of the surface heating element method was validated by comparing the experimental results of the heating coil method with the numerical analysis results (under the -30 ℃ conditions). The surface heating element method demonstrated significantly higher efficiency, ranging from 56.65-80.17%, depending on the conditions compared to the heating coil method. Moreover, even under extreme environmental conditions (-45 ℃), the surface heating element method satisfied anti-icing requirements. The surface heating element method is more efficient and economical than the heating coil method. However, proper heat flux calculation for environmental conditions is required to prevent excessive design.

• Communications for Statistical Applications and Methods
• /
• 제30권2호
• /
• pp.119-133
• /
• 2023

With the rapid growth of the economy and fossil fuel consumption, the concentration of air pollutants has increased significantly and the air pollution problem is no longer limited to small areas. We conduct statistical analysis with the actual data related to air quality that covers the entire of South Korea using R and Python. Some factors such as SO₂, CO, O₃, NO₂, PM₁₀, precipitation, wind speed, wind direction, vapor pressure, local pressure, sea level pressure, temperature, humidity, and others are used as covariates. The main goal of this paper is to predict air quality index (AQI) spatio-temporal data. The observations of spatio-temporal big datasets like AQI data are correlated both spatially and temporally, and computation of the prediction or forecasting with dependence structure is often infeasible. As such, the likelihood function based on the spatio-temporal model may be complicated and some special modelings are useful for statistically reliable predictions. In this paper, we propose several methods for this big spatio-temporal AQI data. First, random effects with spatio-temporal basis functions model, a classical statistical analysis, is proposed. Next, neural networks model, a deep learning method based on artificial neural networks, is applied. Finally, random forest model, a machine learning method that is closer to computational science, will be introduced. Then we compare the forecasting performance of each other in terms of predictive diagnostics. As a result of the analysis, all three methods predicted the normal level of PM_2.5 well, but the performance seems to be poor at the extreme value.