Su, Yanwen;Huang, Guoqing;Liu, Ruili;Zeng, Yongping
Wind and Structures
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v.32
no.2
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pp.89-104
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2021
Non-synoptic winds generated by tornadoes, downbursts or gust fronts exhibit significant non-stationarity and can cause significant wind load effect on flexible structures such as long-span bridges. However, conventional assumptions on stationarity used to evaluate the structural wind-induced vibration are inadequate. In this paper, an efficient frequency domain scheme based on fast CQC method, which can predict non-stationary buffeting random responses of long-span bridges, is presented, and then this approach is applied to evaluate the buffeting response of a long-span suspension bridge located in a complex mountainous wind environment as an example. In this study, the data-driven method based on one available measured wind speed sample is firstly presented to establish non-stationary wind models, including time-varying mean wind speed, time-varying intensity envelope function and uniformly modulated fluctuating spectrum. Then, a linear time-variant (LTV) system based on the proposed scheme can be generally applied to calculate the non-stationary buffeting responses. The effectiveness and accuracy of the proposed scheme are verified through Monte Carlo time domain simulation implemented in ANSYS platform. Also, the transient effect nature of the bridge responses is further illustrated by comparison of the non-stationary, quasistationary and steady-state cases. Finally, buffeting response analysis with traditional stationary treatment (10 min constant mean plus stationary wind fluctuation) is performed to illustrate the importance of the non-stationary characteristics embedded in original wind speed samples.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2005.11a
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pp.818-821
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2005
The sound measurement procedures of IEC 61400-11 are applied to field test and evaluation of noise emission from 1.5 MW wind turbine generator (WTG) at Yongdang and 660 kW WTG at Hangwon in Jeju Island. Apparent sound power level, wind speed dependence and third-octave band levels are evaluated for both of WTGs. 1.5 MW WTG at Yongdang is found to emit lower sound power than 660 kW one at Hangwon, which seems to be due to lower rotating speed of the rotor of WTG at Yongdang. Equivalent continuous sound pressure levels (ECSPL) of 660 kW WTG at Hangwon vary more widely with wind speed than those of 1.5 MW WTG at Yongdang. The reason for this is believed to be the fixed blade rotating speed of WTG at Yongdang. One-third octave band analysis of the measured data show that the band components around 400-500 Hz are dominant for 1.5 MW WTG at Yongdang and those around 1K Hz are dominant for 660 kW WTG at Hangwon.
To establish an offshore wind turbine test site, a wind resource assessment of the candidate site is required as a preliminary procedure. The wind resource assessment must be performed with at least one year of wind data. If the assessment is performed with short-term wind data, the results cannot validate the wind conditions of the candidate site. This study performs wind resource assessment of Kokunsangun-do to investigate the wind conditions of the candidate site. The wind data is measured by the Automatic Weather System (AWS) of the Korea Meteorological Administration, located at Maldo. The data is for five years, measured from 2013 to 2017. Measured wind data is statistically processed with a 10-minute average scheme to find out the dominant wind direction and wind power density, with yearly wind speed distribution (Weibull-based). This study contributes to build a database of wind energy resources around Maldo. Also, the results of this study could be used for the establishment of an offshore wind turbine test site.
Crandell, Jay H.;Farkas, William;Lyons, James M.;Freeborne, William
Wind and Structures
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v.3
no.3
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pp.143-158
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2000
This report presents the findings of a one-year monitoring effort to empirically characterize and evaluate the nature of near-ground winds for structural engineering purposes. The current wind engineering practice in the United States does not explicitly consider certain important near-ground wind characteristics in typical rough terrain conditions and the possible effect on efficient design of low-rise structures, such as homes and other light-frame buildings that comprise most of the building population. Therefore, near ground wind data was collected for the purpose of comparing actual near-ground wind characteristics to the current U.S. wind engineering practice. The study provides data depicting variability of wind speeds, wind velocity profiles for a major thunderstorm event and a northeaster, and the influence of thunderstorms on annual extreme wind speeds at various heights above ground in a typical rough environment. Data showing the decrease in the power law exponent with increasing wind speed is also presented. It is demonstrated that near-ground wind speeds (i.e., less than 10 m above ground) are likely to be over-estimated in the current design practice by as much as 20 percent which may result in wind load over-estimate of about 50% for low-rise buildings in typical rough terrain. The importance of thunderstorm wind profiles on determination of design wind speeds and building loads (particularly for buildings substantially taller than 10 m) is also discussed. Recommendations are given for possible improvements to the current design practice in the United States with respect to low-rise buildings in rough terrain and for the need to study the impact of thunderstorm gust profile shapes on extreme value wind speed estimates and building loads.
In this study, extreme wind speeds in the Western North Pacific (WNP) were estimated using reanalysis wind fields synthesized with an empirical typhoon vortex model. Reanalysis wind data used is the Fifth-generation European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) reanalysis (ERA5) data, which was deemed to be the most suitable for extreme value analysis in this study. The empirical typhoon vortex model used has the advantage of being able to realistically reproduce the asymmetric winds of a typhoon by using the gale/storm-forced wind radii information in the 4 quadrants of a typhoon. Using a total of 39 years of the synthesized reanalysis wind fields in the WNP, extreme value analysis is applied to the General Pareto Distribution (GPD) model based on the Peak-Over-Threshold (POT) method, which can be used effectively in case of insufficient data. The results showed that the extreme analysis using the synthesized wind data significantly improved the tendency to underestimate the extreme wind speeds compared to using only reanalysis wind data. Considering the difficulty of obtaining long-term observational wind data at sea, the result of the synthesized wind field and extreme value analysis developed in this study can be used as basic data for the design of offshore structures.
A web-based program was developed for analyzing weather and structure data from the HeMOSU-1 offshore meteorological mast installed by the KEPCO Research Institute, and 35 km west-southwestward away from Gyeokpo located in Jeonbuk province. All of the measured data are obtained through the data transmitter and the server systems equipped on the HeMOSU-1 and the aerodynamic laboratory in Chonbuk National University respectively. The dualised server system consists of two servers, one is for logging the 1 second based raw data with 10 minute averaged values, and the other is for managing web page with processed weather data. Daily or weekly 10-min averaged data can be provided based on the input date by users. Processed weather data such as wind rose, Weibull distribution, diurnal distribution, turbulence intensity according to wind speed, wind energy density, and so forth are visualized through the web page which would be both useful and informative for developing the wind farm or designing a wind blade for the wind farm nearby southwest sea around the Korean Peninsula. The URL for this web page is http://www.hemosu.org/.
Accurate forecasting of wind power is important for grid operation. Wind power has intermittent and nonlinear characteristics, which increases the uncertainty in wind power generation. In order to accurately predict wind power generation with high uncertainty, it is necessary to analyze the factors affecting wind power generation. In this paper, 6 factors out of 11 are selected for more accurate wind power generation forecast. These are wind speed, sine value of wind direction, cosine value of wind direction, local pressure, ground temperature, and history data of wind power generated.
Park, Kyung-Ae;Kim, Kyung-Ryul;Kim, Kuh;Chung, Jong-Yul;Conillor, Peter-C.
Journal of the korean society of oceanography
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v.38
no.4
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pp.173-184
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2003
Major differences between wind speeds from atmospheric pressure maps (Na wind) and nearsurface wind speeds derived from satellite scatterometer (NSCAT) observations over the East (Japan) Sea have been examined. The rootmeansquare errors of Na wind and NSCAT wind speeds collocated with Japanese Meteorological Agency (JMA) buoy winds are about $3.84\;ms^{-1}\;and\;1.53\;ms^{-1}$, respectively. Time series of NSCAT wind speeds showed a high coherency of 0.92 with the real buoy measurements and contained higher spectral energy at low frequencies (>3 days) than the Na wind. The magnitudes of monthly Na winds are lower than NSCAT winds by up to 45%, particularly in September 1996. The spatial structures between the two are mostly coherent on basinwide large scales; however, significant differences and energy loss are found on a spatial scale of less than 100 km. This was evidenced by the temporal EOFs (Empirical Orthogonal Functions) of the two wind speed data sets and by their twodimensional spectra. Since the Na wind was based on the atmospheric pressures on the weather map, it overlooked smallscale features of less than 100 km. The center of the coldair outbreak through Vladivostok, expressed by the Na wind in January 1997, was shifted towards the North Korean coast when compared with that of the NSCAT wind, whereas NSCAT winds revealed its temporal evolution as well as spatial distribution.
Kim, Hyo-Jung;Park, Bae-Seon;Ryoo, Chang-Kyung;Lee, Hak-Tae
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.50
no.1
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pp.67-74
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2022
To analyze the motion of aircraft through computing the dynamics equations, true airspeed is essential for obtaining aerodynamic loads. Although the airspeed is measured by on-board instruments such as pitot tubes, measurement data are difficult to obtain for commercial flights because they include sensitive data about the airline operations. One of the commonly available trajectory data, Automatic Dependent Surveillance-Broadcast data, provide aircraft's speed in the form of ground speed. The ground speed is a vector sum of the local wind velocity and the true airspeed. This paper present a method to estimate true airspeed by combining the trajectory, meteorological, and topology data available to the public. To integrate each data, we first matched the coordinate system and then unified the altitude reference to the mean sea level. We calculated the wind vector for all trajectory points by interpolating from the lower resolution grid of the meteorological data. Finally, we calculate the true airspeed from the ground speed and the wind vector. These processes were applied to several sample trajectories with corresponding meteorological data and the topology data, and the estimated true airspeeds are presented.
Kim, Hyun-Goo;Kim, Dong-Hyuk;Jeon, Wan-Ho;Choi, Hyun-Jeong
New & Renewable Energy
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v.7
no.2
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pp.43-50
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2011
The only practical way to measure wind resource at high-altitude over 100 m above ground for a feasibility study on a high-rise building integrated wind turbine might be ground-based remote sensing. The remote-sensing campaign was performed at a 145 m-building roof in Jamsil where is a center of metropolitan city Seoul. The campaign aimed uncertainty assessment of Leosphere WindCube LIDAR and Scintec MPAS SODAR through a mutual comparison. Compared with LIDAR, the data availability of SODAR was about 2/3 at 550 m altitude while both showed over 90% under 400 m, and it is shown that the data availability decrease may bring a distortion of statistical analysis. The wind speed measurement of SODAR was fitted to a slope of 0.92 and $R^2$ of 0.90 to the LIDAR measurement. The relative standard deviation of wind speed difference and standard deviation of wind direction difference were evaluated to be 30% and 20 degrees, respectively over the whole measurement heights.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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