• Wind and Structures
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• 제36권2호
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• pp.75-90
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• 2023

Turbulent wind flow over hilly terrains has been extensively investigated in the scientific literature and main findings have been included in technical standards. In particular, turbulent wind flow over nominally two-dimensional hills is often adopted as a benchmark to investigate wind turbine siting, estimate wind loading, and dispersion of particles transported by the wind, such as atmospheric pollutants, wind-driven rain, windblown snow. Windblown sand transport affects human-built structures and natural ecosystems in sandy desert and coastal regions, such as transport infrastructures and coastal sand dunes. Windblown sand transport taking place around any kind of obstacle is rarely in equilibrium conditions. As a result, the modelling of windblown sand transport over complex orographies is fundamental, even if seldomly investigated. In this study, the authors present a wind-sand tunnel test campaign carried out on a nominally two-dimensional sinusoidal hill. A first test is carried out on a flat sand fetch without any obstacle to assess sand transport in open field conditions. Then, a second test is carried out on the hill model to assess the sand flux overcoming the hill and the morphodynamic evolution of the sand sedimenting over its upwind slope. Finally, obtained results are condensed into a dimensionless parameter describing its sedimentation capability and compared with values resulting from other nominally two-dimensional obstacles from the literature.

• 대기
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• 제25권4호
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• pp.685-692
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• 2015

In this study, the effects of trees on flow and scalar dispersion in an urban street canyon were investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. For this, we implemented the drag terms of trees to the CFD model, and compared the CFD-simulated results to the wind-tunnel results. For comparison, we considered the same building configuration as the wind-tunnel experiment. The trees were located at the center of street canyon with the aspect ratio (defined as the ratio of the street width to the building height) of 1. First, the flow characteristics were analyzed in the tree-free and high-density tree cases and the results showed that the CFD model reproduced well the flow pattern of the wind-tunnel experiment and reflected the drag effect of trees in the street canyon. Then, the dispersion characteristics of scalar pollutants were investigated for the tree-free, low-density tree and medium-density tree cases. In the tree-free case, the nondimensionalized concentration distribution simulated by the CFD model was quite similar to that in the wind-tunnel experiment in magnitude and pattern. The correlation coefficients between the measured and simulated concentrations are more than 0.9 in all the cases. As the tree density increased, nondimensionalized concentration increased (decreased) near the wall of the upwind (downwind) building, which resulted from the decrease in wind speed case by the drag effect of trees. However, the CFD model underestimated (overestimated) the concentration near the wall of upwind (downwind) building.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.49-56
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• 2004

지하철은 다른 구조물과 비교하여 화재발생 시 화재진압 및 인명구조에 본질적으로 취약한 구조적 특성을 내포하고 있다. 국내의 경우, 지하철 승강장 제연설비는 전용설비로 구축되어 있지 않고 화재발생 시 승강장환기설비 및 본선터널부의 환기설비를 제연모드로 절환하여 운영되고 있다. 제연효과는 이러한 까닭으로 환기설비의 위치, 용량 및 급배기방식에 종속된다. 본 연구에서는 지하철 승강장에서 열차 화재 발생 시, 승객의 안전한 대피로 확보가 가능한 선로부 환기기의 제연운전 효과의 실효성에 대한 검증을 목표로 한다. 따라서 지하승강장을 대상으로 승강장 내 기류해석 및 3차원 화재시뮬레이션을 수행하여 열차화재에 따른 승강장내 열 및 물질이동특성해석으로부터 선로부 배연운전모드에 따른 특성을 규명함으로서 승객안전성 확보에 목표를 둔다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.305-315
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• 2018

본 연구에서는 도로터널의 횡류환기 및 반횡류환기 방식의 설계 방안을 도출할 목적으로 수치해석적인 방법에 의해서 환기특성을 고찰하고 소요환기량과 환기 시스템 용량의 관계를 검토하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 급 배기 횡류환기방식에서 환기시스템의 급 배기풍량은 이론적으로 소요환기량과 자연환기량의 차가 되나, 해석결과에 의하면 환기시스템 용량은 소요환기량과 자연환기량의 차보다 약 10%정도 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 제트팬을 설치하여 종방향 풍속을 증가시키는 경우, 환기시스템의 급배기 풍량은 감소하나, 터널풍속이 증가할 수록 터널 내 농도가 감소하기 때문에 오염물질에 대한 배기효과가 감소하여, 횡류 환기시스템의 용량 감소효과는 감소하는 것으로 나타나고 있다. 급기만 하는 반횡류식에서는 터널입구 풍향이 차량진행방향과 반대인 경우에는 환기시스템의 급기풍량은 소요환기량과 동일하나, 해석결과에서는 약 13.3% 이내의 범위에서 증가하는 것으로 나타나고 있으며, 터널입구 풍속이 음수인 상태에서는 제트팬 댓수를 증가하여 도 환기효과는 기대할 수 없는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.785-796
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• 2000

본 연구에서는 터널 오염도 예측과 환기시설 설계에 사용되는 TUNVEN 모형의 적용성을 검토하기 위하여, 부산시 남구 대연동 소재 황령산 터널을 대상으로 하여 TUNVEN의 주요 입력자료에 해당되는 터널내 오염농도(CO, $NO_x$), 풍속, 용도, 상대습도 동을 실측하였다. 그리고 그 실측 결과를 토대로 TUNVEN 모형의 검증(validation) 및 보정(calibration) 을 행하였다. 또 검정 및 보정 결과를 분석하여 향후 우리나라에서 터널내의 오염도 예측 및 적정 환기시설 설계시 TUNVEN 모형의 적용가능성에 대해 평가하였다. 본 연구에 의해 얻어진 주요 결론은 다음과 같다. 총 4차에 걸쳐 터널 길이방향에 대한 CO 및 $NO_x$ 농도의 실측치와 모형치를 이용하여 단순회귀분석을 행한 결과, CO 및 $NO_x$에 대한 상관계수가 모두 0.91 이상, 기울기 및 절편이 0.5~2.2, 0.01~2.3의 값을 나타내었다. 그리고 터널 길이방향으로 진행할수록 CO와 $NO_x$의 실측치 및 모형치가 같이 증가되는 동일한 경향을 보이고 있는 점을 고려할 때 터널 오염도 예측에 있어서 TUNVEN 모형의 적용가능성은 매우 높은 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.307-315
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• 2016

국내 외 기후변화 대응 체제의 강화에 따라 전 세계적으로 온실가스 감축을 위한 노력을 기울이고 있다. 건설 분야에서는 건축물을 중심으로 온실가스 저감을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 온실가스 이외에 지구환경에 영향을 미치는 각종 오염물질을 고려한 종합적인 환경부하 저감을 위한 연구는 다소 부족하다. 이에 본 연구에서는 NATM터널을 대상으로 LCA (Life Cycle Assessment, 전과정 평가) 방법론을 이용하여 공종별 환경부하 특성을 분석하였다. 분석 결과, 라이닝콘크리트공, 숏크리트공, 갱문 및 개착터널 등 7대 공종이 NATM터널의 주요 환경부하 공종으로 나타났으며 전체 환경부하량의 89.22%를 차지하는 것으로 나타났다. 또한 대표공종들의 연장(m)당 환경부하량을 산정하여 비교 분석한 결과 개착구간에 해당하는 갱문 및 개착터널 공종의 환경부하량이 가장 큰 것으로 나타났으며, 전체 터널 구간을 대상으로 할 경우 라이닝콘크리트공과 숏크리트공에서 환경부하량이 많이 발생하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 설계초기단계에서 환경부하 대표공종의 물량을 개략적으로 산출하여 전체 환경부하량을 추정하는 모델 개발 시 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 친환경 SOC건설을 위한 환경부하 관리방안을 수립하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.343-353
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• 2002

최근들어 장대터널이 증가하여 환기시스템의 환기기 용량이 증대하게 되면서 환기방식이 다양화 되어 환기기 운전동력등 터널준공 후 유지관리의 중요성이 부각되게 되었다. 따라서 환기기 운전단계나 환기기 운전모드에 대한 연구의 필요성이 증대하여 본 연구에서는 기 개발된 일교통량의 변화 및 환기기 가동상태에 따라 비정상상태로 터널 환기를 해석할 수 있는 동적 시뮬레이션 프로그램에 의해서 집진기 방식과 수직갱방식에 대한 운전동력을 평가하여 최적운전 모드를 제안하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제39권6호
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• pp.541-549
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• 2013

Objectives: We analyzed the characteristics of hazardous air pollutants (HAPs) in road tunnels in Seoul. Methods: Particle matter ($PM_{10}$), elemental carbon (EC), organic carbon (OC), and 16 species of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in two road tunnels (NS tunnel and HJ tunnel) were sampled and analyzed from 2007 to 2011. Results: Levels of $PM_{10}$ and carbon ingredients which were mainly emitted from diesel-fueled vehicles showed a declining tendency in both road tunnels. PAHs levels in HJ were declining slightly while PAHs levels in the NS tunnel fluctuated considerably and showed an increasing tendency. Conclusions: These results suggested that the abatement project of diesel vehicle emissions by the Seoul metropolitan government from 2007 has had an impact on the reduction of DVE into the air, though there exist many things to consider for analyses.

• Wind and Structures
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• 제24권1호
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• pp.1-24
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• 2017

Wind environment in urban residential areas is an important index to consider when evaluating the living environment. However, due to the complexity of the flow field in residential areas, it is difficult to specify the correct inflow boundary conditions in the large eddy simulation (LES). In this paper, the weighted amplitude wave superposition (WAWS) is adopted to simulate the fluctuating velocity data, which satisfies the desired target wind field. The fluctuating velocity data are given to the inlet boundary of the LES by developing an UDF script, which is implemented into the FLUENT. Then, two numerical models - the empty numerical wind tunnel model and the numerical wind tunnel model with spires and roughness elements are established based on the wind tunnel experiment to verify the present method. Finally, the turbulence generation approach presented in this paper is used to carry out a numerical simulation on the wind environment in an urban residential area in Lisbon. The computational results are compared with the wind tunnel experimental data, showing that the numerical results in the LES have a good agreement with the experimental results, and the simulated flow field with the inlet fluctuations can generate a reasonable turbulent wind field. It also shows that strong wind velocities and turbulent kinetic energy occur at the passageways, which may affect the comfort of people in the residential neighborhood, and the small wind velocities and vortexes appear at the leeward corners of buildings, which may affect the spreading of the pollutants.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.293-304
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• 2022

최근 국내·외에서 지하도로 및 장대터널의 계획 및 시공으로 인해 설치 빈도가 증가하고 있는 터널 환기탑관련 설치기준에 대한 조사 및 분석, 국내 및 해외의 터널에 대한 환기탑 설치사례분석을 통해 시사점 및 개선점을 고찰하였다. 검토 결과 환기탑위치 및 높이선정 시 오염물질 배출로 인한 환경영향성, 주변 경관과 조화로운 배치, 지상부지의 효율적인 활용 등을 고려하여 주민과의 협의과정 등을 통해 최종 환기탑의 형식을 확정하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 또한, 설계단계에서부터 주변지형과의 자연스런 조화 및 민원방지를 위해 대기질 시뮬레이션을 통한 환기탑 높이 축소 등에 대한 상세한 검토가 필요할 것으로 판단된다.