• 한국해안해양공학회지
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• 제19권1호
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• pp.16-28
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• 2007

이 연구에서는 심해 풍파 아래에서의 응집구조(coherent structures)에 대한 실험실 실험 결과를 제시하였다. 풍속과 취송거리가 서로 다른 실험 조건에서 입자화상유속계를 이용하여 취득된 심해 풍파의 속도장으로부터 와도장을 가시화하고 응집구조가 시 공간적으로 변천하는 양상 및 그에 따른 와도의 연직 분포 변화를 정성적으로 분석하였다. 파봉 아래에서는 파와 같은 위상으로 함께 진행하는 응집구조가 존재함을 확인하였다. 이 응집구조의 회전 방향은 바람이 10 m/s 이하인 실험 조건에서는 파 내부의 입자 궤도 운동과 반대 방향인 반면, 바람의 세기가 약 13 m/s이고 파봉 근처에서 쇄파가 발생하는 경우에는 같은 방향이었다. 수면 근처에서는 응집구조의 진행에 따른 복잡한 소용돌이 상호 작용이 나타나는 반면, 수면으로부터 깊은 수심에서는 파 궤도 운동의 영향이 미미하여 응집구조의 시 공간적 변화가 거의 없었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권7호
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• pp.834-841
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• 2004

Experimental study on the three-dimensional topology of hairpin packet structures in turbulent boundary layers were carried out. Two different Reynolds number based on momentum thickness, Re$\sub$$\theta$/=514 and 934 were generated in a blowing type wind tunnel under the condition of zero pressure gradient. Simultaneous measurements of velocity fields at a wall-normal plane and wall-parallel plane by a plane PIV and a Stereo-PIV systems. The two Nd:Yag laser systems and three CCD cameras were synchronized to obtain instantaneous velocity fields at the same time. To avoid optical noise at the crossing line by the two laser light sheets, a new optical arrangement using polarization was applied. The obtained velocity fields show the existence of hairpin packet structure vividly and the idealized hairpin vortex signature is confirmed by experiment. Two counter-rotating vortex pair which reflects the cutting plane of hairpin legs are found both side of a strong streaky structure when the wall-normal plane cuts the hairpin head.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.511-520
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• 2020

지구온난화로 인해 하절기 폭염현상과 열대야가 강해짐에 따라, 도시공원 등 녹지공간의 열환경 개선에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만, 녹지의 식재패턴과 바람의 세기로 인해 변화하는 도시 열환경 개선 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구는 공공 휴게 녹지공간의 온도분석 및 온도의 변화요인을 파악하는데 목적이 있다. 대상지로는 전남대학교 민주마루 앞 광장을 설정하였다. 대상지의 피복상태, 식재형태를 조사 후, 온도, 습도, 풍향, 풍속 등을 측정하여 요인들을 분석하였다. 측정기준은 기상청 기준 오후 2시에 전운량 30% 이하, 습도 90% 이하, 온도는 최고온도 30℃ 이상인 날로 지정하였다. 온도 실측은 크게 1차 실측과 2차 실측으로 구분하여 측정하였다. 1차 실험은 2018년 6월 1일부터 6월 21일까지 30도를 기준일로 6일간, 2차 실험은 2018년 7월 27일부터 8월 1일까지 35도를 기준으로 3일간 측정을 실시하였다. 온도분포에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 증발산과 바람에 의한 열 이동으로 판단된다. 온도변화요인으로는 피복유형, 풍속/풍향, 식재유형 등이 있었다. 피복유형에서 목본 식재지는 저온역으로, 초지와 아스팔트 포장은 고온역으로 구분되었다. 풍속/풍향에서는 3.5m/s 이상의 바람이 불어올 때 남풍에서 1.2도, 서풍에서 0.7도, 북풍에서 0.4도, 동풍에서 0.5도씩 순간온도가 저감되었다. 식재유형에서는 녹지량이 많고, 바람의 영향을 많이 받는 형태일수록 온도가 저감되었다. 온도변화요인을 알아보기 위해 등온선을 작성하여, 풍향과 수목식재 위치 관계를 파악하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.281-294
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• 2015

해상 풍력발전체 최적설계에 필요한 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭 생성기작을 규명하기 위해 5MW급 해상풍력 발전체를 대상으로 1/50 scale로 수리모형실험을 수행하였다. 해상풍력 발전체의 하부구조물은 시공이 용이하여 가장 선호되는 mono pile로 선정하였다. 돌풍은 Kaimal 스펙트럼과 상호스펙트럼에 기초한 Monte carlo 모로 재현하였으며, 모의결과를 토대로 순간 최대풍속은 10 m/s로 조정하였다. 파고는 해상풍력 시범단지가 예정되어있는 우리나라 서해안 해역의 파황을 고려하여 $H_s=0.1m$, 0.15 m, 0.2 m로 선정하였다. 수리모형실험 결과, 파력과 풍력의 비선형 상쇄 간섭은 해역이 거칠수록 보다 확연하게 관측되었으며, 이러한 결과는 해수면 요철로 인해 대기와 해수면의 경계에서 출현하는 Large eddy가 비선형 상쇄 간섭의 생성 기작이라는 우리의 추론을 뒷받침한다.

• Wind and Structures
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• 제36권3호
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• pp.175-200
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• 2023

The large eddy simulation (LES) of the flow around a circular cylinder is not only affected by the sub-grid scale (SGS) model but also by the grid resolution of the computational domain. To study the influence of different grids on the LES results, the LES simulations of the flow around a circular cylinder with different grids at Reynolds number (Re) = 3900 was performed. A circular computational domain with different radial growth rates and circumferential and spanwise grid numbers was adopted for the simulations. Meanwhile, the aerodynamic forces, wind pressure coefficients, mean and instantaneous flow fields, and the effect of grid resolution on them were comprehensively analyzed. The results indicate that the lift coefficient, wind pressure coefficient, and recirculation length are significantly affected by the radial growth rate of the grid and the circumferential grid number. The spanwise grid number has a significant influence on the three-dimensionality of the flow and plays an important role in velocity fluctuations in the wake region. Nevertheless, the aerodynamic coefficients and recirculation length are not sufficiently sensitive to the grid number in the spanwise direction. By comparing the results, it can be concluded that suitable and reliable LES results can be obtained when the radial growth rate is 1.03 or 1.05, the circumferential grid number is 160, 200, or 240, and the spanwise grid number is 64. A radial growth rate 1.05, circumferential grid number 160, and spanwise grid number 64 are recommended to reduce the grid amount and further improve the efficiency.

• Wind and Structures
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• 제11권5호
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• pp.345-359
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• 2008

An experimental investigation of the flow over the rectangular body located in close proximity to a ground board was reported using the particle image velocimetry (PIV) technique. The present experiments were conducted in a closed-loop open surface water channel with the Reynolds number, $Re_H=1.2{\times}10^4$ based on the model height. In addition to the PIV measurements, flow visualization studies were also carried out. The PIV technique provided instantaneous and time-averaged velocity vectors map, vorticity contours, streamline topology and turbulent quantities at various locations in the near wake. In the vertical symmetry plane, the upperbody flow is separated from the sharp top leading edge of the model and formed a large reverse flow region on the upper surface of the model. The flow structure downstream of the model has asymmetric double vortices. In the horizontal symmetry plane, identical separated flow regions occur on both vertical side walls and a pair of primary recirculatory bubbles dominates the wake region.

• 통합자연과학논문집
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• 제2권2호
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• pp.101-130
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• 2009

In recent years, South Korea has often witnessed damages by gusts caused by thunderstorms in summer. The Korea Meteorological Administration defines that a gust happens when the maximum instantaneous wind velocity is 10m/s or more and draws up hourly observation reports. When a cumulonimbus develops due to an ascending current and reaches the height of 12~16 km, the temperature of the cloud top drops and a lightening happens, which causes a gust accompanied by a thunderstorm and further regional meteorological damage. It's difficult to predict a regional gust with the mesoscale prediction model at the administration. Thus this study set out to analyze the damage cases by a gust accompanied by a thunderstorm and to make a contribution to the prediction and understanding of a gust by a thunderstorm. A gust by a thunderstorm happens where potential equivalent temperature converges or is higher than the surrounding areas. The convergence area of potential equivalent temperature matches the track of thunderstorm cells. The Kimje gust took place where high potential equivalent temperature converged, and the Jangsu gust did as the area of high potential equivalent temperature approached. There should be a good amount of vapor supply with the moisture flux converging at the bottom layer in order to bring instability. In addition, it should collide into a dry and cold atmosphere at 700 hPa. The moving track at the center of the low dew point spread corresponds to that of a gust.

• 한국산림과학회지
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• 제77권2호
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• pp.178-185
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• 1988

해수욕장(海水浴場) 녹지대(綠地帶)는 휴식시설기능(休息施設機能)과 방재기능(防災機能)을 만족(滿足)할 수 있도록 조성(造成)하여야 되므로 통리해수욕장(桶里海水浴場)에 녹지대(綠地帶)를 조성(造成)하기 위(爲)하여 방재기능측면(防災機能側面)에서 각종재해요인(各種災害要因)을 분석(分析)한 바 다음과 같다. (1) 하계(夏季)의 주풍방향(主風方向)은 SE방위(方位)이다. (2) 하계(夏季)의 1시간평균풍속(時間平均風速)은 2.1~3.0m/sec가, 순간풍속(瞬間風速)은 1.1~2.0m/sec가 발생빈도(發生頻度)가 제일 높다. (3) 구사(丘砂)의 입경(粒徑)은 세립(細粒)이며 광물조성(鑛物組成)은 양적(量的)으로 Quartz, Calcite, Feldspars, Sericite 순(順)이다. (4) 구사(丘砂)의 사별입경급(篩別粒徑級)이 작을수록 Quartz의 수량(數量)은 대단(大端)히 많아지고 Calcite와 Feldspars의 양(量)은 감소(減少)되며 Sericite의 양(量)은 증가(增加)한다. (5) 구사(丘砂)의 직경급(直徑級)에 따른 한계마찰풍속식(限界摩擦風速式) $y=4.191x^{0.221}$이다. (6) 비래염분량(飛來鹽分量)은 정선(汀線)가까이에서 제일 많고 내지(內地)로 향(向)하면서 급격(急激)히 감소(減少)한다. 포착염분량(捕捉鹽分量)의 회귀식(回歸式)은 $y=28.181{\times}(-0.369^x)$이다. (7) 해수함염량(海水含鹽量)은 33‰이다.

• Wind and Structures
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• 제35권1호
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• pp.1-20
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• 2022

This research work presents an experimental study's outcomes to reveal the impact of an O-ring on the flow control over a sphere placed in a turbulent boundary layer. The investigation is performed quantitatively and qualitatively using particle image velocimetry (PIV) and dye visualization. The sphere model having a diamater of 42.5 mm is located in a turbulent boundary layer flow over a smooth plate for gap ratios of 0≤G/D≤1.5 at Reynolds number of 5 × 10³. Flow characteristics, including patterns of instantaneous vorticity, streaklines, time-averaged streamlines, velocity vectors, velocity fluctuations, Reynolds stress correlations, and turbulence kinetic energy (), are compared and discussed for a naked sphere and spheres having O-rings. The boundary layer velocity gradient and proximity of the sphere to the flat plate profoundly influence the flow dynamics. At proximity ratios of G/D=0.1 and 0.25, a wall jet is formed between lower side of the sphere and flat plate, and velocity fluctuations increase in regions close to the wall. At G/D=0.25, the jet flow also induces local flow separations on the flat plate. At higher proximity ratios, the velocity gradient of the boundary layer causes asymmetries in the mean flow characteristics and turbulence values in the wake region. It is observed that the O-ring with various placement angles (𝜃) on the sphere has a considerable alteration in the flow structure and turbulence statistics on the wake. At lower placement angles, where the O-ring is closer to the forward stagnation point of the sphere, the flow control performance of the O-ring is limited; however, its impact on the flow separation becomes pronounced as it is moved away from the forward stagnation point. At G/D=1.50 for O-ring diameters of 4.7 (2 mm) and 7 (3 mm) percent of the sphere diameter, the -ring exhibits remarkable flow control at 𝜃=50° and 𝜃=55° before laminar flow separation occurrence on the sphere surface, respectively. This conclusion is yielded from narrowed wakes and reductions in turbulence statistics compared to the naked sphere model. The O-ring with a diameter of 3 mm and placement angle of 50° exhibits the most effective flow control. It decreases, in sequence, streamwise velocity fluctuations and length of wake recovery region by 45% and 40%, respectively, which can be evaluated as source of decrement in drag force.

• 한국지구과학회지
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• 제37권7호
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• pp.448-464
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• 2016

본 연구의 목적은 우리나라 추풍령 기상관측소에서 연직바람관측장비와 레윈존데 간 풍속 자료의 유효화를 통해 연직바람관측장비의 운영 프로그램인 PCL 1300 내 일관성 검사와 관련된 매개변수를 최적화하는 것이다. 그런 다음 2009년 3월부터 2010년 2월까지 맑은 날과 강수 발생일에 대한 난류 에너지 감소률의 특성(${\varepsilon}$)을 분석하는 것이다. 2010년 4월 22일부터 4월 23일까지 레윈존데와 연직바람관측장비의 바람 관측 자료를 비교한 결과, 동서(u) 성분과 남북(v) 성분의 바람에서 고도 3,000 m 이후에서 $10ms^{-1}$ 이상의 큰 차이를 나타내었다. 두 기기 사이 u 성분과 v 성분의 바람에 대한 풍속 차가 $10ms^{-1}$를 넘는 경우를 제외할 경우 두 바람 성분에 대한 상관계수는 각각 0.92와 0.88이었고, 제곱근 평균 오차는 각각 $3.07ms^{-1}$과 $1.06ms^{-1}$이었다. 이들 결과에 준하여 PCL1300 프로그램의 자료 처리 시간을 30분으로 조정하고, 최소 이용 자료는 전체의 60%로 조정할 경우가 비교적 작은 편의를 나타내었다. 한편 PCL1300 운영프로그램에서 u, v 성분의 일관성 검사에 대한 민감도 분석 결과, 시선속도 일관성, 동시성, 풍속 일관성 검사에서 u 성분에 대해서는 과소평가 되었고, 반면 v 성분에 대해서는 과대평가 되었다. 최종적으로 PCL1300 운영 프로그램의 최적화를 통해 맑은 날과 강수 발생일의 난류 에너지 감소률(${\varepsilon}$)을 분석한 결과, 각 고도에서 ${\varepsilon}$의 일별 및 계절별 평균은 강수 발생일이 맑은 날에 비해 높게 나타났는데, 이는 상승하강 기류에 따른 연직속도가 증가하였기 때문이다. 그리고 맑은 날과 강수 발생일 모두 계절별 ${\varepsilon}$ 평균은 겨울이 낮게 나타났는데, 이는 겨울이 다른 계절에 비해 수평 풍속이 강했기 때문이다. 결과적으로 연직속도가 ${\pm}10cm\;s^{-1}$ 이상에 해당하는 맑은 날과 강수 발생일의 ${\varepsilon}$ 값을 제외할 경우 강수발생일은 맑은 날에 비해 약 6-7배 ${\varepsilon}$이 높게 나타났으며, 연직속도를 모두 고려할 경우는 약 4-5배 더 높게 나타났다.