• 제목/요약/키워드: 풍공학

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지형을 고려한 해상풍 모델(MASCON)과 SWAN 모델의 결합에 의한 천해파랑 산정 (Shallow Water Wave Hindcasting by the Combination of MASCON and SWAN Models)

  • 김지민;김창훈;김도삼;허동수
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.57-65
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    • 2007
  • 천해파랑을 산정하기 위하여 천수, 굴절, 회절, 반사 및 쇄파 등의 파랑변형요소를 고려하는 대부분의 수치모델은 천해역에서의 바람장을 수치모델과 결합하여 천해파랑을 산정하고 있다. 그리고, 일반적으로 천해역에서 바람장을 산정하는 경우에 태풍모델로부터 얻어진 바람장을 해상풍으로 변환하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 해상풍 산정법은 해상풍의 평가에 중요한 요소로 작용될 수 있는 육상지형의 영향에 대해서는 고려하고 있지 않다. 본 연구는 천해역에서의 해상풍 산정에 대하여 육상지형의 영향을 고려함으로써, 결과적으로 정도 높은 천해파랑산정을 목적으로 한다. 먼저 지역적으로 차폐 및 개방되어 있는 해역을 대상으로 태풍모델로부터 얻어진 해상풍과 본 연구에서 적용하는 육상지형의 영향을 고려할 수 있는 MASCON모델로 산정된 해상풍의 결과를 상호 비교 검토한다. 그리고, 각 모델로부터 얻어진 해상풍을 SWAN모델에 적용하여 천해파랑을 산정하며, 이의 결과를 상호 비교 검토한다. 검토된 결과로부터 정도 높은 천해파랑산정을 위한 MASCON모델의 필요성을 논의한다.

풍하중에 의한 건물내부 압력의 동적변화에 관한 연구 (Wind Tunnel Investigation of Fluctuating Pressure Inside Building)

  • 이경훈
    • 전산구조공학
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    • 제3권4호
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    • pp.133-141
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    • 1990
  • 본 연구는 모형건물의 풍동실험을 통하여 건물내부에 작용하는 풍하중의 동적변화를 조사연구하였다. 실험에 사용된 모형건물은 건물외부에 작용하는 풍하중이 건물내부에 전달될 수 있는 개구부가 설치된 직육면체 형태의 구조물인데 실험시 개구부의 면적과 방향을 변화하고 정상류와 난류 상태의 풍하중을 사용하였다. 주어진 실험 조건하에서 건물내부 압력의 진동주파수를 알 수 있는 power spectrum과 내부압력의 동적변화량을 알 수 있는 RMS를 측정하여 분석하였는데 분석된 실험결과는 비교적 최근에 제안된 이론과 일치하였다.

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풍하중을 받는 평면 막구조물의 동적불안정 판정에 관한 연구 (Study on Dynamic Instability of Plane Membrane Structures under Wind Action)

  • 한상을;후효무
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.145-152
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    • 2009
  • 본 논문에서는 풍하중을 받는 평면 막구조물의 동적불안정 판정을 규명하였다. 풍하중을 받는 막구조물의 지배방정식을 정식화할 경우 가장 중요한 것은 막 표면의 공기 압력을 합리적으로 산정하는 것이다. 베르누이 윈리에 의하여 유체 압력은 속도 퍼텐셜과 관계를 가지며 않은 날개 원리에 의해 막 표면 공기의 움직임을 일련의 와류로 간주하고 속도 퍼텐셜을 구할 수 있다. 이 논문에서는 가장 많이 쓰이는 3 절점 삼각형 막요소를 이용하여 가중 잔여치 갤러킨법을 적용한 안정 평가의 판별식을 유도하였다. 수치해석 모델로는 정사각형과 직사각형의 막구조물을 채택하였고 임계 풍속에 대한 초기인장력과 풍방향의 영향을 분석하였다.

단기 관측을 통한 설계풍속 추정 (Estimation of Design Wind Velocity Based on Short Term Measurements)

  • 권순덕;이성로
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3A호
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    • pp.209-216
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    • 2009
  • 풍하중이 지배적인 구조물의 경우에 정확한 설계풍속의 산정은 구조적 안정성뿐만 아니라 경제성까지도 좌우하게 된다. 본 연구에서는 광양대교 현장에 설치된 관측탑에서 약 1년간 측정한 풍속을 사용하여 풍환경을 분석하였고, MCP(Measure-Correlate-Predict) 방법을 적용하여 관측치로부터 장기 풍속을 추정하였다. 그 결과를 보면, 광양만은 바다이지만 개활지에 가까운 풍속 특성을 나타내고 있으며, 조도지수는 고도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 아울러 풍향에 따라 난류강도와 조도지수가 상당히 차이나는 것으로 나타났다. MCP 방법으로 추정한 200년빈도 설계풍속은 초기설계치보다 20 m/s이상 낮았으며, 실측된 풍속과 거스트계수를 고려한 설계풍하중은 초기설계치의 36%밖에 안되는 것으로 나타났다. 이를 볼 때 국부적인 지형의 영향으로 추정한 교량 현장의 풍환경과 직접 측정한 풍환경은 차이가 나므로, 경제적이고 안전한 설계를 위해서는 단기간이라도 현장 풍환경 관측이 필요하다고 판단된다.

트윈 빌딩의 적합 직교 분해 기법을 이용한 풍하중 및 풍응답 평가 (Evaluating Wind Load and Wind-induced Response of a Twin Building using Proper Orthogonal Decomposition)

  • 김법렬
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.309-314
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    • 2018
  • 트윈 빌딩의 풍하중의 특성과 구조적 특성은 일반 고층건물보다 복잡하다. 이러한 특성을 조사하기 위해서 풍동실험을 통해서 트윈 빌딩의 풍압을 계측하였다. 계측된 데이터와 적합 직교 분해 기법을 이용하여 풍압의 패턴을 파악하였다. 1차 모드에서는 채널링 효과가 2차 모드에서는 와류 효과가 나타났다. 또한, 두 빌딩의 하중의 상관관계를 파악하였는데, 풍 방향 하중은 양의 상관관계를 가지며, 풍 직각 방향의 하중은 명확한 상관관계가 나타나지 않았다. 이러한 상관관계는 횡 방향 변위에도 영향을 미쳤다. 양의 상관관계를 가지면 트윈 빌딩을 연결하는 구조부재의 영향이 적게 작용한 반면에 음의 상관관계를 가지면 연결 구조부재의 영향이 횡 방향의 변위를 줄이는데 큰 영향을 미치게 되었다.

보부재 불연속성과 수평비정형성을 고려한 건물의 풍하중과 지진하중에 의한 응답해석 (Structural Performance Assessment of Buildings Considering Beam Discontinuity and Horizontal Irregularity under Wind and Earthquake Loads)

  • 수딥타 차크라보르티;앰디 라지불 이스람;김두기
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.10-19
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    • 2022
  • 구조물의 비정형성이 풍하중과 지진하중을 받는 구조물의 안전성에 미치는 영향에 대해 검토하였다. 층별 보부재의 불연속성과 O자형 수평비정형성의 관점에서 4가지 유형의 구조물을 선정하여 구조거동을 평가하였다. ACI 318-11 조건에 대해 풍하중 및 지진하중에 의한 구조물의 변위, 휨모멘트, 축력, 비틀림, 층간변위 응답을 검토하였다. 보부재 불연속성을 갖는 구조물의 상부에 갖는 건물이 가장 큰 복원력을 보였으며, O자형 수평비정형 건물은 전도에 대한 저항이 크므로 횡하중에 대해 안전하였다.

풍직각방향 풍하중이 작용하는 구조물의 비탄성 동적 해석 (Inelastic Dynamic Analysis of Structure Subjected to Across-Wind Load)

  • 김주원
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.185-192
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    • 2023
  • 본 연구에서는 KBC2022의 풍직각방향 변동풍하중 스펙트럼을 이용하여 풍직각방향 풍하중을 생성하고 생성된 풍직각방향 풍하중이 작용하는 구조물의 비탄성 동적거동을 해석하는 프로그램을 개발하고자 한다. 풍응답은 일차 모드가 탁월하고 소성화에 의한 진동의 변화는 작고, 풍방향 진동과 풍직각방향 진동은 독립적이며, 비틀림 진동의 영향은 작다고 가정한다. 적용 구조물을 수평방향의 단자유도 모델로 가정하고, 구조물의 질량을 집중질량으로 치환하여 상부에 작용시킨다. 비탄성 해석을 위한 이력모델은 이선형 모델을 적용한다. 강성비(𝛼)와 항복점비(𝛽)를 변수로 비탄성 동적응답을 분석한 결과 강성비가 일정한 경우에 항복점비가 증가할수록 최대변위비는 감소하다가 최소값을 나타내고 증가하는 것으로 나타났다. 강성비가 0.5이상인 경우 최대변위비가 1이하가 되는 항복점비가 존재하며, 이는 비탄성 내풍설계시 비탄성 거동을 허용하더라도 탄성설계된 건물보다 최대 변형이 감소함을 나타낸다.

연속재결정법에 의한 2차원 절삭가공면의 소성스트레인에 관한 연구 (Machined Surface Plastic Strain in Orthogonal Cutting by Subsequent Recrystallizations Technique)

  • 반야풍;김태영;문상돈
    • 한국정밀공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.61-66
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    • 1996
  • The subsequent recrystallizations technique, and experimental strain measurement method by use of recrystallization phenomena, has been successfully applied for the observation of machined surface plastic zones with equivalent plastic strain .epsilon. .geq. 0.5, 0.12 and 0.02 of type 304 stainless steel. The depth of the zone with .epsilon. .geq. 0.5 is very small, 10-15 .mu. m, while those with .epsilon. .geq. 0.12 are 100-200 .mu. m and 200-450 .mu. m, respectively. The depths increase with increasing depth of cut and with decreasing rake angle. The relation between the depth of the zones and the cutting paramenters is shown. The deformation state ahead of the quick-stop cut was also well visualized by the technique.

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도시지역의 보행자 풍환경 개선을 위한 구조물 분석 (Analysis of Structures for Improving Pedestrian Wind Environment in Urban Areas)

  • 박하준;우윤희;유무영
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.231-232
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    • 2023
  • With taller buildings and larger typhoons, the impact of building winds is growing. During the 11th Typhoon Hinnamno in 2022, the building wind in Busan L City exceeded 60m/s, reaching the highest speed ever. Although many studies have been conducted on reducing the wind load of buildings, which is one of the problem factors caused by strong wind speed, there is a lack of research on wind speed reducing sculptures that can directly control strong wind speed. In this paper, several types of wind speed reduction sculptures were proposed to solve these problems, and the wind speed reduction capability of the proposed sculptures was analyzed through computational fluid dynamics (CFD). These results can contribute to suggesting effective design methods for improving the urban environment and reducing pedestrian stress.

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