• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.429-431
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• 2010

태풍 및 지형에 대한 컴퓨터 시뮬레이션과 기상관측자료에 대한 분석을 통해 장대교량의 가설위치에서 발생할 수 있는 풍환경을 분석하고 설계풍속을 산정하였다. 설계풍속의 산정은 내풍 설계를 위한 하중을 결정하는 과정으로 내풍설계의 기본이 되는 부분이다. 풍환경 분석 과정은 Monte Carlos(이하 MC) 태풍 시뮬레이션 분석, Gumbel 극치분석, CFD 지형효과 분석으로 구성된다. MC 태풍시뮬레이션 분석을 통해 태풍시기(6~10월)의 재현주기별 강풍발생빈도를 도출하였다. Gumbel 극치분석을 통해 인근의 기상관측자료로부터 전년도에 대한 재현주기별 강풍발생빈도를 도출하였다. CFD 지형효과 분석을 통해 분석대상지역의 주변지형으로 인한 풍속증감효과를 분석하였다. 각 결과를 종합하여 보수적인 재현주기별 설계풍속을 산정하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.41-44
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• 2012

본 연구에서는 풍력발전에 충분한 가능성을 가진 산악 지형을 모델링하여 유동의 흐름을 분석하였다. 실제 지형(설악산, 점봉산)에 대한 1/500 축소모형을 Gaussian 함수로 표현하였다. EDISON_CFD을 사용하여 산악지형의 난류유동을 해석하였으며, 해석결과의 신뢰성 확인을 위해 격자분해능에 따른 속도분포를 비교하였다. 산악지형에 따른 유동현상을 속도분포 및 유선함수 등에 의해 분석하였다. 또한 풍력터빈 설치 높이 기준에 의거하여 지형변화에 따른 주 유동방향 속도분포를 살펴보았다. 지형효과에 따른 유동해석결과를 기반으로 풍력 발전 가능 영역이 논의되었다.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.32 no.6
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• pp.603-616
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• 2016

In this study, the effects of differential heating by land-use types on flow and air temperature at an Seoul Automated Synoptic Observing Systems (ASOS) located at Songwol-dong, Jongno-gu, Seoul was analyzed. For this, a computation fluid dynamics (CFD) model was coupled to the local data assimilation and prediction system (LDAPS) for reflecting the local meteorological characteristics at the boundaries of the CFD model domain. Time variation of temperatures on solid surfaces was calculated using observation data at El-Oued, Algeria of which latitude is similar to that of the target area. Considering land-use type and shadow, surface temperatures were prescribed in the LDAPS-CFD coupled model. The LDAPS overestimated wind speeds and underestimated air temperature compared to the observations. However, a coupled LDAPS-CFD model relatively well reproduced the observed wind speeds and air temperature, considering complicated flows and surface temperatures in the urban area. In the morning when the easterly was dominant around the target area, both the LDAPS and coupled LDAPS-CFD model underestimated the observed temperatures at the Seoul ASOS. This is because the Kyunghee Palace located at the upwind region was composed of green area and its surface temperature was relatively low. However, in the afternoon when the southeasterly was dominant, the LDAPS still underestimated, on the while, the coupled LDAPS-CFD model well reproduced the observed temperatures at the Seoul ASOS by considering the building-surface heating.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.32 no.2
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• pp.185-194
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• 2016

The effect of artificial changes in geographical features on local wind was analyzed at the construction site of bridge and fill-up bank in the southern part of Haui-do. Geographic Information System (GIS) data and Computational Fluid Dynamics (CFD) model were used in this study. Three-dimensional numerical topography based on the GIS data for the target area was constructed for the surface boundary input data of the CFD model. The wind observations at an Automatic Weather Station (AWS) located in Haui-do were used to set-up the model inflows. The seasonal simulations were conducted. The differences in surface wind speed between after and before artificial changes in geographical features were analyzed. The surface wind speed decreases 5 to 20% at the south-western part and below 2% of the spatial average for salt field. There was also marked the effect of artificial changes in geographical features on local wind in the westerly wind case for the target area.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.17 no.2
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• pp.265-278
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• 2022

The global energy paradigm is rapidly changing by centering on carbon neutrality, and wind energy is positioning itself as a leader in renewable energy-based power sources. The success of onshore and offshore wind energy projects focuses on securing the economic feasibility of the project, which depends on securing high-quality wind resources and optimal arrangement of wind turbines. In the process of constructing the wind farm, the optimal arrangement method of wind turbines considering the main wind direction is important, and this is related to minimizing the wake effect caused by the fluid passing through the structure located on the windward side. The accuracy of the predictability of the wake effect is determined by the wake model and modeling technique that can properly simulate it. Therefore, in this paper, using WindSim, a commercial CFD model, the wake diffusion pattern is analyzed through the sensitivity study of each wake model of the proposed onshore wind farm located in the mountainous complex terrain in South Korea, and it is intended to be used as basic research data for wind energy projects in complex terrain in the future.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.30 no.3
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• pp.141-154
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• 2021

In this study, the effect of the restoration of Yaksa stream and the construction of an apartment complex by the urban renewal project in the Yaksa district of Chuncheon on air quality in the surrounding area was evaluated using computational fluid dynamics (CFD) model simulations. In orderto compare the impact of the project, wind and pollutant concentration fields were simulated using topographic data in 2011 and 2017, which stand for the periods before and after the urban renewal project, respectively. In the numerical experiments, the scenarios were set to analyze the effect of the construction of the apartment complex and the effect of stream restoration. Wind direction and wind speed data obtained from the Chuncheon Automated Synoptic Observing System (ASOS) were used as the inflow boundary conditions, and the simulation results were weighted according to the frequencies of the eight-directional inflow wind directions. The changes in wind speed and NO_X concentration distribution according to the changes in building and terrain between scenarios were compared. As a result, the concentration of NO_X emitted from the surrounding roads increased by the construction of the apartment complex, and the magnitude of the increase was reduced as the result of including the effect of stream restoration. The concentration of NO_X decreased around the restored stream, while the concentration increased significantly around the constructed apartment complex. The increase in the concentration of NO_X around the apartment complex was more pronounced in the place located in the rear of the wind direction to the apartment complex, and the effect remains up to the height of the building. In conclusion, it was confirmed that the relative arrangement of apartment complex construction and stream restoration in relation to the main wind direction of the target area was one of the major factors in determining the surrounding air quality.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.1
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• pp.17-25
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• 2019

An intake of Aircraft becomes S-shaped geometry due to spatial limitation or procuring survivability. But curvature of the S-shaped geometry makes secondary flow or flow separation which is the cause of non-uniform pressure distribution. In this study, boundary layer suction is applied to RAE M 2129 S-Duct by attaching sub duct. Design variable is suction location and angle. A mass flow rate drawn out by suction at the sub duct outlet is constant over every model. A grid dependency test was conducted to verify validity of computation. The comparison among the CFD (Computation Fluid Dynamics), ARA experimental result, and ARA computation result of non-dimensional pressure distribution on the Port side and Starboard Side confirmed the validity of CFD. In this study, Distortion Coefficient was used for evaluating aerodynamic performance of S-Duct. The analysis, which was about flow separation, vortex, mass flow rate distribution, and pressure distribution were also investigated. Maximum 26.14% reduction in Distortion Coefficient was verified.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.101-101
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• 2011

현재 국내에서 시행되고 있는 '4대강 살리기 사업'은 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해방지를 위한 다양한 공학적 노력을 시도하고 있다. 특히 안정적인 수위 및 유량확보와 홍수방지를 위한 보(weir)가 4대강 유역에 16개 설치되고 있다. 이러한 보 구간에는 고정보와 가동보가 복합적으로 설치되고 있으며 가동보는 그 형상과 운영방식에 따라 다양한 설계방안이 적용되었다. '4대강 살리기 사업' 중 낙동강 23공구의 강정보 공사 구간에는 원호형태의 측면 형상을 갖는 라이징 섹터게이트(Rising sector gate)가 적용되었다. 라이징 섹터게이트는 구조물의 높이가 낮고 수문의 개폐장치가 수문피어 구조물 내에 설치되어 경관이 우수하며, 구조가 간단하여 비체와 수류의 안정성이 뛰어나기 때문에 4개의 공사구간에 적용되었다. 따라서 본 연구에서는 강정보의 가동보 구간 2문 중 1문을 1/100 축척으로 제작하여 가변경사 개수로에 설치하고, 홍수 빈도별 상류 유량 조건과 하류단 수위조건으로 케이스를 정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에서 사용한 개수로 장치는 너비 0.6 m, 높이 0.8 m, 그리고 길이 15.0 m(측정가능 구간, 헤드탱크와 테일게이트 부제외)의 개수로 실험장치이다. 측부는 모두 강화유리로 되어 육안관찰 및 계측 시 용이하게 제작되었으며, 순환식 유량 공급장치를 구축하여 수로의 하부에 설치된 유량탱크로부터 계속적으로 순환하도록 설계되었다. 또한 수로 하단으로부터 상단방향으로 약 33 m 지점에 전동 유압식 Jack screw 2기가 설치되어 경사도를 조절할 수 있도록 제작되었다. 유량조절용 판넬의 제어기판에는 디지털 경사계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 경사도의 조절이 가능하다. 보 모형의 총연장은 53 cm이며 폭은 45 cm이다. 섹터게이트의 게이트부분은 직경 15 cm로 설계하였다. 문주부분을 포함한 모든 모형은 아크릴로 제작하며 레이저의 주사를 방해하지 않으며 투과율을 최대로 할 수 있도록 고강도의 아크릴을 가장 얇게 하여 중공형태를 채택하였다. 실험조건은 우선 보의 운영방안에 따라 게이트의 4가지 개방도를 설정하였고, 특히 평수위조건에서는 보의 상류부에 퇴적된 퇴적물의 세척을 위한 flushing 운영개방도 포함되어 있다. 홍수시에 대한 유량조건은 2년 빈도에 해당하는 유량을 수문의 비율과 상사법칙에 따라 설정하였으며 하류단 수위조건도 동일한 조건에 대한 값을 채택하여 적용하였다. 유동장의 해석을 위해서는 비접촉식 계측방법인 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템을 채택하여 2차원(x-z 방향) laser sheet를 생성하고 주입된 particle에서 반사된 변위(displacement) 정보를 상호상관(cross-correlation)기법으로 유동장을 계산하였다. 또한 수리모형과 동일한 지형격자를 구축하여 3차원 CFD 프로그램인 FLOW-3D로 계산하여 결과를 비교하였다. 특히 flushing 운영방안에 대한 게이트부의 개방도를 세가지(30, 45, $60^{\circ}$)로 구분하여 모의하였고, 적절한 개방도를 제안하고자 하였다. 실험결과는 우선 4가지 운영방안에 대한 가동보 주변에서의 유속장을 파악하였고, 최대유속의 발생위치의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 이에 따른 보의 바닥에서 최대유속이 발생할 경우, 하상보호공 위치와 거리 등에 대해서 분석하였다. 이를 통해 가동보 운영에 따른 다양한 유속구조를 파악할 수 있게 되며 구조적 안정성 확보를 위한 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 향후, 가동보 운영방안 중 수세효과(flushing effect)에 대한 효과분석을 위해 게이트부 상류구간에 적절한 입경과 비중의 퇴적물질을 설치하는 연구와 상류부에서의 유입유사농도 및 시간변화에 따른 퇴적에 관한 연구를 수행할 계획이다.