• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.354-359
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• 2013

일반적으로 건축물의 설계시 풍동 실험을 통한 풍환경의 평가를 수행하고 있으며, 이는 환경 영향 평가법에서 정한 건축 사업 시행 시 수반되어야 할 자연환경, 생활환경 그리고 사회경제환경의 영향 평가의 일환으로 실시되고 있다. 그러나, 풍동 실험의 경우 여러 가지 현실적 제약조건으로 설계와 실험의 피드백 (Feedback)이 원활하지 못하며, 특히 대상 건축물이 공장과 같이 대기 오염원이 되는 경우 실험은 더욱 어려운 형편이다. 이에 대한 보완책으로 전산 유체 역학을 이용한 건축물의 풍압 해석에 의한 풍하중 추정이나 인접 지형-지물의 영향을 고려한 건축물 주위의 풍환경 평가가 있다. 전산 모사에 의해 풍동 실험의 미비점을 보완하고, 보다 상세한 정보를 확보함으로써 건축물의 구조적 안전성의 증대와 환경 피해 감소를 기할 수 있다. 그러나 복잡한 지형-지물이나 건축물 주위의 풍환경에 대한 전산 모사는 주로 두 가지의 기술적 어려움을 수반하게 되다. 그 중 하나는 고정 경계면을 이루는 형상의 복잡성으로 인해 기존에 많이 이용하고 있는 Body-fitted 격자계를 이용하는 경우, 격자 생성 과정이 매우 복잡하고 어려울 뿐 만 아니라 생성된 격자가 주로 비정렬 (unstructured) 특성을 갖게 되어 수치해석 과정의 효율을 저하시키는 요인이 되며, 격자의 형상도 수치해석의 수렴성을 저하시키는 예가 많다. 다른 어려움으로 풍환경은 전형적인 난류 유동장으로서 난류의 전산 해석은 아직도 해결하지 못한 부분이 많다는 점이다. 이에 본 논문에서는 복잡한 지형-지물이나 건축물의 풍하중과 풍환경의 전산 모사 기술 확보를 위하여 수행중인 연구의 일환으로 물체 형상의 기하학적 복잡성의 극복을 위한 가상경계법 (Immersed Boundary Method)과 난류 유동장의 물리적 엄밀성을 높이기 위한 다와동 모사 (Large Eddy Simulation)을 이용한 물체 형상과 무관한 유동장 해석 기술 개발에 대하여 다루고자 한다. 먼저 최근에 유동 해석에 이용되는 방법인 가상경계법(IBM)은 물체를 포함한 전체 전산 영역을 직교 좌표계에 의해 이산화하고, 유동장내 존재하는 물체의 표면에서의 점착 조건을 만족시키기 위하여 지배 방정식에 적절한 외력을 추가로 고려하는 방법이다. 본 연구에서는 가상경계법을 이용하여 경계층에 위치한 건물 형상의 각진 물체 주위 사이에 형성되는 공동 내부의 비정상 유속 및 압력에 대한 전산 해석을 수행하고, 풍상측 전면에 형성되는 경계층에 의한 영향을 분석하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권2호
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• pp.118-124
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• 2012

The simulation of the air flow over models in atmospheric boundary layer wind tunnel is a research region based on advanced scientific technologies imposed by the necessity of studying the turbulent fluid dynamics in the proximity of the Earth's surface. In this study, the atmospheric boundary layer wind tunnel of UCD is used, the mean velocities are measured by augmentation devices such as roughness blocks and spires. The experimental results of mean velocity profile are well fitted with the value of power law.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.5-9
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• 2010

A numerical wind tunnel simulation is performed in order to predict wind loads acting on a building. The aim of the present study is to suggest a guideline for the numerical wind tunnel analysis, which could provide more detail wind load distributions compared to the wind code and expensive wind tunnel experiments. To validate the present numerical simulation, wind-induced loads on a 6 m cube model is predicted. Atmospheric boundary layer is used as a inlet boundary condition. Various effect of numerical methods are investigated such as size of computational domain, grid density, turbulence model and discretization scheme. The appropriate procedure for the numerical wind tunnel analysis is suggested through the present study.

• 한국해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.35-44
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• 1989

남극의 설퇴현상을 모의실험하기 위하여 폐쇠식 대기경계층난류풍동을 호주 시드니대학토목공학과에 제작 설치하였다. 철강과 100mm높이의 구형판자 및 촘촘한 양탄자등의 실험요소를 사용하여 경계층전단난류를 유도발생켰다. 유도발생된 난류는 호주령 남극령토의 해안지역에 부는 난류와 비슷한 유형을 뛰었다. 자연눈에 대처할 물질을 찾기 위하여 몇몇종류의 가루를 사용하였으나 중탄산나트륨이 가장 적합한 것임이 증명되었다. 남극건물모델주위에 실험을 통해 쌓인 눈의 형태로부터 등고선무늬를 형상화 시켰으며 image processing unit을 이용하여 등고선무늬를 포착한 후 등고선 분석 software를 이용, 눈의 형태와 양을 분석하였다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.46-49
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• 2005

Vents at outer walls of a large factory building are very important for natural ventilation. But, if a full-open vent is used, rain comes through the vents. We tried to utilize the natural ventilation effectively using a louver. A 1/120 scale-down building model was placed inside an atmospheric boundary layer simulated in a wind tunnel test section. The effect of louver angle on the ventilation flow inside the factory building was investigated experimentally. Instantaneous velocity fields inside the building model were measured using a 2-frame PIV system with varying the louver angles ($\theta=20^{\circ},\;40^{\circ},\;60^{\circ}$). For the case of $\theta=60^{\circ}$, as the incoming flow into the factory building increases, the inside velocity distribution becomes uniformly.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.84-91
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• 2001

To investigate the aerodynamic characteristics of the on a road vehicle, experimenrs were performed at an Atmospheric Boundary Layer Wind Tunnel. The scaled model of an automobile with 1 : 3 scaling ratio was used. The Reynolds number based on the free stream velocity and model length was $7.93{\times}10^5$. The influence of crosswind to the stability of automobile was investigated by the pressure distribution measurements and flow visualization studies. with the variation of the angle of attack, the change in pressure coefficient depends highly on the flow separation regimes. The experimental and numerical results are compared and found to be in good agreements.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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• pp.311-316
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• 2006

본 연구는 75m/s의 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 붐 형상 변화에 따라 풍하중이 컨테이너 크레인의 구조적 안정성에 미치는 영향을 풍동실험을 통하여 분석하여 컨테이너 크레인의 내풍설계 시 필요한 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 풍동실험에 적용된 데이터 수집조건은 상사법칙에 준하여 설정되었으며, 컨테이너 크레인 모형, 풍속 및 시간의 축척률은 각각 1/200, 1/13.3 및 1/15로 하였다. 그리고 실험은 $11.25m^2$의 측정부 단면을 갖는 개방형 대기경계층풍동을 사용하여 수행하였다. 풍향에 따른 컨테이너 크레인의 풍력계수 및 전도모멘트계수가 조사되었으며, 풍하중에 의해 각 지지점에서 발생되는 전도력이 분석되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.229-234
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• 2005

본 연구는 75m/s의 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 풍하중이 50ton급 컨테이너 크레인의 안정성에 미치는 영향을 풍동실험을 통하여 분석하여 컨테이너 크레인의 내풍설계 시 필요한 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 풍동실험에 적용된 데이터 수집조건은 상사법칙에 준하여 설정되었으며, 컨테이너 크레인 모형, 풍속 및 시간의 축척률은 각각 1/200, 1/13.3 및 1/15로 하였다. 그리고 실험은 $11.25m^2$의 측정부 단면을 갖는 개방형 대기경계층풍동을 사용하여 수행하였다. 풍향에 따른 컨테이너 크레인의 풍력계수 및 전도모멘트계수가 조사되었으며, 풍하중에 의해 각 지지점에서 발생되는 전도력이 분석되었다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 추계학술대회 논문집(제2권)
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• pp.137-141
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• 2006

컨테이너를 선박에 양 ${\cdot}$ 적하하는 장비인 컨테이너 크레인은 차폐물이 거의 없는 항만에 설치되며, 계류시 전체 높이가 100m에 달하게 되므로 풍하중에 매우 큰 영향을 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 컨테이너 크레인에 작용하는 풍하중을 정확하게 분석하기 위하여 풍력실험과 유한요소해석, 전산유동해석을 통하여 컨테이너 크레인이 받는 풍하중을 분석하였다. 우선 대기 경계층 풍동을 이용한 풍력실험을 수행하여 풍향 및 기계시 위치에 따른 풍력계소를 측정하고, 이를 이용하여 컨테이너 크레인이 받는 풍하증을 분석하였다. 그리고 풍력실험에서 얻어진 반력비를 이용하여 유한요소해석을 수행함으로써 컨테이너 크레인에 작용되는 풍하증과 지지점에서의 전도력을 계산하였다. 마지막으로 전산유동해석을 수행함으로써 컨테이너 크레인 주위의 유동현상을 고찰하고 컨테이너 크레인 표면에서의 풍압력과 풍하중을 실험결과와 비교 ${\cdot}$ 분석하였다.