• Wind and Structures
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• 제7권5호
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• pp.317-332
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• 2004

Wind tunnel experiments were conducted under highly turbulent and disturbed flow conditions over a solid/perforated plate with a long splitter plate in its plane of symmetry. The effect of varied level of perforation of the normal plate on fluctuating velocities and fluctuating pressures measured across and along the separation bubble was studied. The different perforation levels of the normal plate; that is 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% are studied. The Reynolds number based on step height was varied from $4{\times}10^3$ to $1.2{\times}10^4$. The shape and size of the bubble vary with different perforation level of the normal plate that is to say the bubble is reduced both in height and length up to 30% perforation level. For higher perforation of the normal plate, bubble is completely swept out. The peak turbulence value occurs around 0.7 to 0.8 times the reattachment length. The turbulence intensity values are highest for the case of solid normal plate (bleed air is absent) and are lowest for the case of 50% perforation of the normal plate (bleed air is maximum in the present study). From the analysis of data it is observed that $\sqrt{\overline{u^{{\prime}2}}}/(\sqrt{\overline{u^{{\prime}2}}})_{max}$, (the ratio of RMS velocity fluctuation to maximum RMS velocity fluctuation), is uniquely related with dimensionless distance y/Y', (the ratio of distance normal to splitter plate to the distance where RMS velocity fluctuation is half its maximum value) for all the perforated normal plates. It is interesting to note that for 50% perforation of the normal plate, the RMS pressure fluctuation in the flow field gets reduced to around 60% as compared to that for solid normal plate. Analysis of the results show that the ratio [$C^{\prime}_p$ max/$-C_{pb}(1-{\eta})$], where $C^{\prime}_p$ max is the maximum coefficient of fluctuating pressure, $C_{pb}$ is the coefficient of base pressure and ${\eta}$ is the perforation level (ratio of open to total area), for surface RMS pressure fluctuation levels seems to be constant and has value of about 0.22. Similar analysis show that the ratio $[C^{\prime}_p$ max/$-C_{pb}(1-{\eta})]$ for flow field RMS pressure fluctuation levels seems to be constant and has a value of about 0.32.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_1호
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• pp.679-692
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• 2020

본 연구에서는 CFD 모델을 WRF-Chem 모델과 결합(WRF-CFD 모델)하였고, 서울 영등포구에 소재한 건물 밀집 지역에서 흐름과 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 분포 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 자동기상관측소에서 측정한 풍속, 풍향과 도시대기측정소에서 측정한 CO 농도를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. AWS 510 지점에서는 남풍과 남서풍 계열 바람이 측정되었고, 야간 시간 보다는 주간 시간에 높은 풍속이 측정되었다. WRF-Chem 모델은 주로 동남동풍에서 서남서풍 계열의 바람을 수치 모의하였고, 측정 풍속을 과대 모의하였다. WRF-CFD 모델이 수치 모의한 풍향은 WRF-Chem 모델 풍향에 대한 의존도가 높았고, 측정 풍속을 상대적으로 잘 수치 모의하였다. 통계적 검증 지수에 대한 목표 값과 추천 범위를 고려하였을 때, WRF-CFD 모델이 WRF-Chem 모델에 비해 측정 풍속을 통계적으로 더 현실적으로 수치 모의하였다. WRF-Chem 모델은 측정 CO 농도를 크게 과소 모의하였고, WRF-CFD 모델은 CO 농도 예측을 개선하였다. 통계적 검증 결과를 종합한 결과, WRF-CFD 모델은 도시 지역에 복잡하게 분포한 건물과 이동 오염원을 고려함으로써 CO 농도 예측 성능을 개선하였다. 5월 22일 04시에는 AQMS가 위치한 지역에는 하강류가 존재하고, 상층으로부터 비교적 낮은 농도의 CO가 유입되면서 주변 지역에 비해 낮은 농도가 수치 모의되었다. 5월 22일 15시에는 AQMS 측정 지점에 약한 상승류가 형성되었고, 이에 따라 주변보다 다소 높은 CO 농도가 나타났다. WRF-CFD 모델은 상승류에 의해 도로의 이동 오염원으로부터 배출된 CO를 AQMS 측정 고도까지 수송하여, 결과적으로, 측정 CO 농도를 잘 재현한 것으로 판단된다. 5월 22일 18시 사례는 CO 배출량 증가, 상승류 발생 지역 증가, 풍속 증가로 인한 지면 근처의 난류운동에너지 생성 증가에 따른 난류 확산 증가 등으로 인해 전체적으로 높은 CO 농도가 수치 모의되었다. AQMS 지점에서는 하강류가 수치 모의되었지만, 풍상측에 형성된 고농도의 CO 밴드로 인해 WRF-CFD 모델은 측정 CO 농도를 과대 모의하였다.