• Wind and Structures
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• 제19권4호
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• pp.353-370
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• 2014

A new method is proposed in this study for estimating the damping ratio of a super tall building under strong wind loads with short-time measured acceleration signals. This method incorporates two main steps. Firstly, the power spectral density of wind-induced acceleration response is obtained by the wavelet transform, then the dynamic characteristics including the natural frequency and damping ratio for the first vibration mode are estimated by a nonlinear regression analysis on the power spectral density. A numerical simulation illustrated that the damping ratios identified by the wavelet spectrum are superior in precision and stability to those values obtained from Welch's periodogram spectrum. To verify the efficiency of the proposed method, wind-induced acceleration responses of the Guangzhou West Tower (GZWT) measured in the field during Typhoon Usagi, which affected this building on September 22, 2013, were used. The damping ratios identified varied from 0.38% to 0.61% in direction 1 and from 0.22% to 0.59% in direction 2. This information is expected to be of considerable interest and practical use for engineers and researchers involved in the wind-resistant design of super-tall buildings.

• Wind and Structures
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• 제19권3호
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• pp.249-270
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• 2014

Through comparing the mean wind profiles observed overland during the passages of four typhoons, and the gradient wind speeds calculated based on the sea level pressure data provided by a numerical model, the present paper discusses, (a) whether the gradient balance is a valid assumption to estimate the wind speed in the height range of 1250 m ~ 1750 m, which is defined as the upper-level mean wind speed, in a tropical cyclone over land, and (b) if the super-gradient feature is systematically observed below the height of 1500 m in the tropical cyclone wind field over land. It has been found that, (i) the gradient balance is a valid assumption to estimate the mean upper-level wind speed in tropical cyclones in the radial range from the radius to the maximum wind (RMW) to three times the RMW, (ii) the super-gradient flow dominates the wind field in the tropical cyclone boundary layer inside the RMW and is frequently observed in the radial range from the RMW to twice the RMW, (iii) the gradient wind speed calculated based on the post-landfall sea level pressure data underestimates the overall wind strength at an island site inside the RMW, and (iv) the unsynchronized decay of the pressure and wind fields in the tropical cyclone might be the reason for the underestimation.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.325-334
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• 2022

기후변화라는 용어가 대중화되기 시작한 지 30여 년이 훨씬 지났지만, 최근 들어 급속히 가속화된 모습들이 전 세계에서 기상이변의 모습으로 나타나고 있다. 미국 데스밸리 사막에서는 폭우가 내리고, 유럽은 기온이 40도 이상 상승하는 등 예년과 확연히 다른 현상을 보여주고 있다. 한반도에서는 수년 전부터 풍속이 매우 강한 슈퍼 태풍이 큰 재난 위험이 되었으며, 해수 온도 상승에 의한 더 많은 에너지 공급으로 슈퍼 태풍의 발생 가능성이 높아져 이에 대한 사전 대응이 요구되고 있다. 본 연구는 수치해석을 이용한 방법과 달리 과거 태풍 자료를 분석하여, 해안 방재를 목적으로 태풍 특성의 변화를 연구하였다. 기존의 연구는 발생한 모든 열대폭풍을 대상으로 하고 있지만, 본 연구에서는 한반도 남쪽 해역에 특정 구역을 설정한 후 연구를 수행하였다. 연구 대상은 1980년부터 현재까지 40여년간 발생한 태풍들이며, 한반도에 영향을 주는 태풍의 최대 풍속이 다소 증가한 것을 확인할 수 있었다. 특정 해역에서 태풍의 풍속은 일생 최대 풍속의 80% 정도이며, ENSO와의 상관관계는 확인할 수 없었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권8호
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• pp.601-617
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• 2011

본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 폭풍해일고에 따른 해안도시지역 내에서의 범람모의 및 분석을 수행하였으며, 적용된 대상지역은 2003년 태풍 "매미" 내습 시 가장 피해가 컸던 지역인 경남 창원시 마산 합포구 신도시 지역 일부이다. 적용된 수치모형의 검증차원에서 태풍 "매미" 발생기간 동안 관측된 폭풍해일고 자료와 대상지역 내의 주요 지점에 대한 침수흔적 자료를 이용하여 비교 분석을 수행하였다. 또한 향후 발생 가능한 수퍼 태풍에 의한 영향을 분석하기 위해 태풍 "매미"시 관측된 폭풍해일고에 비해 1.25배에서 1.5배까지 증가되었다고 가정한 조건에서 해안도시지역 내 범람에 대한 모의결과를 비교 분석하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.335-345
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• 2022

최근 지구 온도 상승에 따라 전 세계적으로 기후변화가 가속화되고 있으며, 한반도 주변 해역의 해수 온도 상승으로 태풍의 강도가 점점 더 증가하고 있다. 태풍 강도의 증가는 바람에 의한 피해뿐만 아니라 폭풍해일에 의한 연안 지역의 피해도 증가시킬 것으로 예상된다. 이에 따라 본 연구에서는 증가하고 있는 폭풍해일의 피해에 대응하기 위해 방재를 목적으로 폭풍해일 저감 방법에 관한 연구를 수행하였다. 태풍에 의해 해상에서 발생한 폭풍해일은 태풍의 이동 경로상에 위치한 구조물에 의해 영향을 받을 것으로 예상할 수 있으며, 미국에서는 동부 해안과 멕시코만의 해안을 따라 위치한 barrier island에 의한 폭풍해일의 영향을 연구한 사례가 있다. 본 연구는 이러한 부분에 착안하여 태풍의 경로상에 위치한 제주도에 의해 한반도 남해안 지역의 폭풍해일이 직간접적으로 영향을 받을 수 있다고 생각하여 관련 연구를 수행하였다. 제주도가 폭풍해일에 미치는 영향을 분석하기 위해 수치해석 모델을 사용하여 다양한 상황에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 제주도를 활용한 결과는 초대형 태풍에 대응하는 신형 방재구조물 연구에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.616-619
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• 2007

Recently, flood damage has been increased annually by severe rain storm and Typhoon. In this case, it needs to the effective flood management using not only hydrologic data but also numerical map, DEM(Digital Elevation Model), satellite image and so on. At this point in time, therefore, applying mobile GIS technology is expected to increase efficiency about the management of hydraulic structures and can promote LBS(Location Based Service) service for residents. In this study, the flood management technology using mobile GIS is suggested by standing on the basis of a super-highway information network.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.81-96
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• 2020

Wind measurements were made on the Canton Tower at a height of 461 m above ground during the Typhoon Vincente, the wind-induced accelerations and displacements of the tower were recorded as well. Comparisons of measured wind parameters at upper level of atmospheric boundary layer with those adopted in wind tunnel testing were presented. The measured turbulence intensity can be smaller than the design value, indicating that the wind tunnel testing may underestimate the crosswind structural responses for certain lock-in velocity range of vortex shedding. Analyses of peak factors and power spectral density for acceleration response shows that the crosswind responses are a combination of gust-induced buffeting and vortex-induced vibrations in the certain range of wind directions. The identified modal frequencies and mode shapes from acceleration data are found to be in good agreement with existing experimental results and the prediction from the finite element model. The damping ratios increase with amplitude of vibration or equivalently wind velocity which may be attributed to aerodynamic damping. In addition, the natural frequencies determined from the measured displacement are very close to those determined from the acceleration data for the first two modes. Finally, the relation between displacement responses and wind speed/direction was investigated.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권2호
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• pp.255-268
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• 2014

We are now currently facing serious climate changes such as super typhoon, flood, intense heat, severe cold, super hurricane, drought, desertification, destruction of ecosystem, marine pollution, reduction of food production, destruction of tropical forests, exhaustion of water resources, climate refugees, etc. All of the above mainly derive from greenhouse gas exhaustion. Such harmful consequence might directly affect mankind's sustainable development. If we keep using resources that emits greenhouse gases, the global temperature will rise about $3.2^{\circ}C$ by year 2050. In case of $3^{\circ}C$ rise in temperature, it will result in abnormal climate which will bring about severe property damage. Moreover, 20~50% of the ecosystem will become extinct. As Korea's economy increasingly expands, so do our energy consumption rises. And because of the consequences that can be driven by increasing rate of resource use, not just Korea itself, but also the whole world should seriously concern about greenhouse gases. Although agricultural division only takes up about 3.2% of total greenhouse gas emission, the ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs are taking voluntary actions to gradually reduce $CO_2$ and so does each and every related organizations. In order to reduce $CO_2$, introduction of new and renewable energy in farm house warming is crucial. In other words, implementing wood-pellet boiler and geothermal heat boiler can largly reduce $CO_2$ emission compared to diesel boiler. More importantly, not only wood-pellet and geothermal heat is pollution-free but they also have economic advantages some-what. In this thesis, the economic advantage and sustainablity will be introduced and proved through comparing practical analysis of surveyed farm house under structure employing wood-pellet boiler and geothermal heat boiler with Agriculture-Economic Statistic of 2012 who uses diesel boiler.

• Wind and Structures
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• 제13권6호
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• pp.557-580
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• 2010

A new inflow turbulence generation method and a combined dynamic SGS model recently developed by the authors were applied to evaluate the wind effects on 508 m high Taipei 101 Tower. Unlike the majority of the past studies on large eddy simulation (LES) of wind effects on tall buildings, the present numerical simulations were conducted for the full-scale tall building with Reynolds number greater than $10^8$. The inflow turbulent flow field was generated based on the new method called discretizing and synthesizing of random flow generation technique (DSRFG) with a prominent feature that the generated wind velocity fluctuations satisfy any target spectrum and target profiles of turbulence intensity and turbulence integral length scale. The new dynamic SGS model takes both advantages of one-equation SGS model and a dynamic production term without test-filtering operation, which is particular suitable to relative coarse grid situations and high Reynolds number flows. The results of comparative investigations with and without generation of inflow turbulence show that: (1) proper simulation of an inflow turbulent field is essential in accurate evaluation of dynamic wind loads on a tall building and the prescribed inflow turbulence characteristics can be adequately imposed on the inflow boundary by the DSRFG method; (2) the DSRFG can generate a large number of random vortex-like patterns in oncoming flow, leading to good agreements of both mean and dynamic forces with wind tunnel test results; (3) The dynamic mechanism of the adopted SGS model behaves adequately in the present LES and its integration with the DSRFG technique can provide satisfactory predictions of the wind effects on the super-tall building.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.15-21
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• 2022

본 연구의 목적은 산지 사면에서 토석류가 발생했을 때, 하류에서 토사퇴적면적과 도달거리를 실험을 통해 조사한 것이다. 하류에 퇴적하는 토사의 특성을 분석하기 위하여 수로사면에 소단을 설치하였을 경우 또는 직선 수로인 경우 토사퇴적면적과 도달거리를 실험을 통해 분석하였다. 실험조건으로서는 토사체적농도의 변화 및 수로의 경사변화 그리고 수로의 형태에 따라서 토사퇴적면적과 도달거리의 감소율을 조사하였다. 직선수로에서 수로경사가 급할수록 그리고 토사퇴적농도가 감소할수록 토사퇴적면적과 도달거리는 증가하였다. 소단을 갖는 수로에서는 경사가 급할수록 토사퇴적농도가 감소할수록 도달거리 및 토사퇴적농도가 증가하였다. 두 수로에서 토사퇴적면적과 도달거리의 차단율을 비교해보면, 소단을 갖는 수로에서 직선수로인 경우보다 토사퇴적면적과 도달거리의 차단율이 더 높았다. 본 연구의 결과는 급경사지 비탈면에서 토석류가 발생했을 때 효율적인 토석류 저감 또는 방어 대책을 세워 토석류에 의한 피해를 줄이는 데 정보를 제공할 것이다.