• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.555-563
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• 1985

본 논문에서는 원주(circular cylinder)가 균일속도장에 놓였을 때의 2차원적 인 난류후류유동 특성을 실험에 의해 조사하고, 근접후류에서의 주기적인 대규모 운동 에 의한 코히어런트구조가 하류에서 자체유사(selfpreserving)로 되어 가는 데 있어서 의 난류변동성분에 관한 해석을 위해 확률밀도함수, 자기상관계수, 파워스펙트럼 등과 같은 통계적 처리기법을 도입하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.136-136
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• 2019

원형 실린더를 주변 흐름에 관한 연구는 오랜 기간 유체역학 전 영역에서 모형실험이나 수치모형으로 광범위하게 연구되었다. 이 흐름은 하천의 교각이나, 바다의 시추선과 같은 수공구조물 주변에서 관측된다. 난류와 와류가 공존하는 복잡한 특성 때문에, 이 흐름은 수공학에서 유사이송, 세굴, 오염물 확산 등에 영향을 준다. 본 연구는 실험실 수로에 설치된 원형 실린더(D=9cm) 후방의 근접 와류 구간에서(x/D<5) 유속을 ADV로 측정한 후, 난류 특성을 Power Spectral Estimation(PSE)와 Singular Spectral Analysis(SSA) 방법으로 연구하였다. PSE는 샘플 스펙트럼의 한계를 보완하고자 자료를 분할하고, window 함수를 적용하여 ensemble 평균을 구하는 경험적 방법이다. PSE를 이용하여 스펙트럼을 계산한 결과, 주 흐름 및 횡방향 흐름은 Inertial subrange에서 Kolmogorov의 가정과 일치하는 추세를 보였다. 그러나 수심방향 흐름의 스펙트럼은 -5/3보다 빠르게 감소하는 추세를 보였다. Inertial subrange 스펙트럼에서 난류 에너지 소산율은 원형 실린더에서 멀어짐에 따라 감소하는 추세를 보였고, 주 흐름방향과 횡방향 흐름은 비슷한 크기를 보였다. 난류 에너지 소산율과 동점성계수를 이용하여 Kolmogorov 길이, 유속, 시간 스케일을 계산했다. 난류의 운동에너지를 계산하기 위해 Triple decomposition 방법 중 하나인 SSA를 적용하였다. SSA는 유속행렬을 이용하여 고윳값과 고유벡터를 계산하고, 유속에서 기여도가 큰 부분을 추출하는 방법이다. SSA를 통해 실린더 후방 흐름에서 와류 성분과 난류 성분을 나누었다. 횡방향 흐름은 강한 와류로 큰 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났지만, 주 흐름과 수심방향 흐름은 상대적으로 낮은 기여도를 갖는 고유벡터가 나타났다. 와류를 제외한 흐름에서 난류 운동에너지는 실린더와 멀어짐에 따라 감소하고, 흐름 중앙에서(y/D=0) 가장 큰 값을 보였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.21-28
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• 2017

시공간적으로 불규칙하게 작용하는 변동 풍속 난류의 자료는 풍공학적으로 돌풍계수 평균풍속 변동 풍하중등의 계산에서 요구되지만, 내풍 및 사용성에 따른 동적응답의 평가에서는 변동 풍속의 파워 스펙트럴 밀도함수가 요구된다. 본 논문에서는 1987-2016.12.1일까지의 일순간최대풍속 자료를 확률과정으로 가정했고, 이 실측된 자료와 확률이론을 근거로 평균류방향 파워 스펙트럴 밀도 함수에 대한 기초적 자료를 얻고자 대표지점(6개 지점)을 선정했다. 선정된 각 지점에 대한 일순간최대풍속자료는 기상청으로부터 획득했다. 해석결과 본 논문에서 평가된 스펙트럼 모델은 저진동수 영역에서는 Solari, 고진동수 영역에서는 von Karman의 모델과 근접한 현상을 나타냈다.

• Wind and Structures
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• 제37권4호
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• pp.315-329
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• 2023

We investigated the wind characteristics in the near-surface layer during the landfall of Typhoon Mujigae (2015) based on observations from wind towers in the coastal areas of Guandong province. Typhoon Mujigae made landfall in this region from 01:00 UTC to 10:00 UTC on October 4, 2015. In the region influenced by the eyewall of the tropical cyclone, the horizontal wind speed was characterized by a double peak, the wind direction changed by >180°, the vertical wind speed increased by three to four times, and the angle of attack increased significantly to a maximum of 7°, exceeding the recommended values in current design criteria. The vertical wind profile may not conform to a power law distribution in the near-surface layer in the region impacted by the eyewall and spiral rainband. The gust factors were relatively dispersed when the horizontal wind speed was small and tended to a smaller value and became more stable with an increase in the horizontal wind speed. The variation in the gust factors was the combined result of the height, wind direction, and circulation systems of the tropical cyclone. The turbulence intensity and the downwind turbulence energy spectrum both increased notably in the eyewall and spiral rainband and no longer satisfied the assumption of isotropy in the inertial subrange and the -5/3 law. This result was more significant in the eyewall area than in the spiral rainband. These results provide a reference for forecasting tropical cyclones, wind-resistant design, and hazard prevention in coastal areas of China to reduce the damage caused by high winds induced by tropical cyclones.