• 제목/요약/키워드: Wind force coefficients

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Driving safety analysis of various types of vehicles on long-span bridges in crosswinds considering aerodynamic interference

  • Han, Yan;Huang, Jingwen;Cai, C.S.;Chen, Suren;He, Xuhui
    • Wind and Structures
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    • 제29권4호
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    • pp.279-297
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    • 2019
  • Strong winds threaten the safety of vehicles on long-span bridges considerably, which could force traffic authorities to reduce speed limits or even close these bridges to traffic. In order to maintain the safe and economic operation of a bridge, a reasonable evaluation of the driving safety on that bridge is needed. This paper aims at carrying outdriving safety analyses for three types of vehicles on a long-span bridge in crosswinds by considering the aerodynamic interference between the bridge and the vehicles based on the wind-vehicle-bridge coupling vibration analysis. Firstly, CFD numerical simulations along with previously obtained wind tunnel testing results were used to determine the aerodynamic force coefficients of the three types of vehicles on the bridge. Secondly, the dynamic responses of the bridge and the vehicles under crosswinds were simulated, and based on those, the driving safety analyses for the three types of vehicles on the bridge were carried out for both cases considering and not considering the aerodynamic interference between the vehicles and the bridge. Finally, the effect of the aerodynamic interference on the safety of the vehicles was investigated. The results show that the aerodynamic interference between the bridge and the vehicles not only affectsthe accident critical wind speed but also the accident type for all three types of vehicles. Such effects are also different for each of the three types of vehicles being studied.

동간거리를 둔 아치형 단동하우스의 풍력계수 분포 (Distribution of Wind Force Coefficients on the Two Single-span Arched Houses Having distances)

  • 이현우;이석건
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1992년도 학술논문발표요지
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    • pp.10-11
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    • 1992
  • 실제 하우스의 배치형태는 단동만 독립적으로 설치되는 것이 아니라 연동 또는 여러동의 단동이 인접해서 설치되어 있는 경우가 대부분이다. 이와같이 배치형태가 달라지게 되면 하우스의 풍압분포는 큰 차이가 있을 것이므로 하우스의 배치형태 변화에 따른 풍력계수의 변화를 규명할 필요가 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구는 두동의 아치형 단동하우스의 동간거리 변화에 따른 풍력계수의 분포특성을 규명하기 위하여 두동의 모델을 제작하여 풍동실험을 실시하였고, 풍력계수 및 항력계수의 변화를 분석하였다. (중략)

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하우스의 구조설계를 위한 풍력계수의 분석 (Analysis of Wind Force Coefficients for Structural Design of Houses)

  • 이석건;이현우;이종원
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1993년도 봄 학술논문발표요지
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    • pp.16-17
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    • 1993
  • 하우스에 대하여 풍하중을 고려한 구조해석을 수행할 때 적용하는 풍력계수는 각국마다 차이가 있고 우리나라에서도 실험이나 이론적으로 규명된 바가 거의 없는 실정이다. 따라서 현 실정에 맞는 하우스의 구조해석에 필요한 풍력계수에 대한 규명이 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구는 단동, 2연동 및 3연동하우스에 대하여 풍동실험을 통해 측정된 풍압을 이용하여 풍력계수를 산정하고 그 변화를 규명하여 풍하중 산정에 필요한 합리적인 풍력계수 분포 단면도를 작성하기 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 수행되었다. (중략)

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CFD practical application in conceptual design of a 425 m cable-stayed bridge

  • Nieto, F.;Hernandez, S.;Jurado, J.A.;Baldomir, A.
    • Wind and Structures
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    • 제13권4호
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    • pp.309-326
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    • 2010
  • CFD techniques try to find their way in the bridge engineering realm nowadays. However, there are certain fields where they offer superior performance such as conceptual bridge design and bidding design. The CFD studies carried out for the conceptual design of a 425 m length cable-stayed bridge are presented. A CFD commercial package has been employed to obtain for a set of cross-sections the aerodynamic coefficients considering 2D steady state. Additionally, for those cross-sections which showed adequate force coefficients, unsteady 2D simulations were carried out to detect the risk of vortex shedding. Based upon these computations the effect on the aerodynamic behavior of the deck cross-section caused by a number of modifications has been evaluated. As a consequence, a new more feasible cross-section design has been proposed. Nevertheless, if the design process proceeds to a more detailed step a comprehensive set of studies, comprising extensive wind tunnel tests, are required to better find out the aerodynamic bridge behavior.

풍하중이 컨테이너 크레인 안정성에 미치는 영향의 실험적 해석 (The Experimental Analysis of the Effect of Wind Load on the Stability of a Container Crane)

  • 이성욱;심재준;한동섭;한근조;김태형;황규석
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.229-234
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    • 2005
  • 본 연구는 75m/s의 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 풍하중이 50ton급 컨테이너 크레인의 안정성에 미치는 영향을 풍동실험을 통하여 분석하여 컨테이너 크레인의 내풍설계 시 필요한 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 풍동실험에 적용된 데이터 수집조건은 상사법칙에 준하여 설정되었으며, 컨테이너 크레인 모형, 풍속 및 시간의 축척률은 각각 1/200, 1/13.3 및 1/15로 하였다. 그리고 실험은 $11.25m^2$의 측정부 단면을 갖는 개방형 대기경계층풍동을 사용하여 수행하였다. 풍향에 따른 컨테이너 크레인의 풍력계수 및 전도모멘트계수가 조사되었으며, 풍하중에 의해 각 지지점에서 발생되는 전도력이 분석되었다.

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풍동실험을 이용한 붐 형상 변화에 따른 컨테이너 크레인 구조 안정성 평가에 관한 연구 (A Study on the Estimation of the Structural Stability of a Container Crane according to the Change of the Boom Shape using Wind Tunnel Test)

  • 이성욱;한근조;한동섭;김태형
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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    • pp.311-316
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    • 2006
  • 본 연구는 75m/s의 풍하중이 컨테이너 크레인에 작용할 때, 붐 형상 변화에 따라 풍하중이 컨테이너 크레인의 구조적 안정성에 미치는 영향을 풍동실험을 통하여 분석하여 컨테이너 크레인의 내풍설계 시 필요한 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 풍동실험에 적용된 데이터 수집조건은 상사법칙에 준하여 설정되었으며, 컨테이너 크레인 모형, 풍속 및 시간의 축척률은 각각 1/200, 1/13.3 및 1/15로 하였다. 그리고 실험은 $11.25m^2$의 측정부 단면을 갖는 개방형 대기경계층풍동을 사용하여 수행하였다. 풍향에 따른 컨테이너 크레인의 풍력계수 및 전도모멘트계수가 조사되었으며, 풍하중에 의해 각 지지점에서 발생되는 전도력이 분석되었다.

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Aerodynamics and rain rivulet suppression of bridge cables with concave fillets

  • Burlina, Celeste;Georgakis, Christos T.;Larsen, Soren V.;Egger, Philipp
    • Wind and Structures
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    • 제26권4호
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    • pp.253-266
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    • 2018
  • In this paper, the aerodynamic performance of two new cable surfaces with concave fillets (strakes) is examined and compared to plain, dimpled and helically filleted surfaces. To this end, an extensive wind-tunnel campaign was undertaken. Different samples with different concave fillet heights for both new surfaces were tested and compared to traditional surfaces in terms of aerodynamic forces (i.e. drag and lift reduction) and rain-rivulet suppression. Furthermore, flow visualization tests were performed to investigate the flow separation mechanism induced by the presence of the concave fillet and its relation to the aerodynamic forces. Both new cable surfaces outperformed the traditional surfaces in terms of rain-rivulet suppression thanks to the ability of the concave shape of the fillet to act as a ramp for the incoming rain-rivulet. Furthermore, both new surfaces with the lowest tested fillet height were found to have drag coefficients in the supercritical Reynolds range that compare favorably to existing cable surfaces, with an early suppression of vortex shedding.

풍하중이 농업시설물의 구조적 안정성에 미치는 영향 - 수치해석에 의한 풍력계수분포 산정 - (The Effect of Wind Force on Stability of Agricultural Structures - Numerical Calculation of Wind Pressure Coefficients -)

  • 최홍림;손정익;이석건
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1994년도 봄 심포지움 및 학술논문발표요지
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    • pp.104-107
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    • 1994
  • 일반적으로 풍력계수의 산정방법은 풍동실험에 의한 실측방법과 수치해석에 의한 예측방법 등이 있다. 풍동실험은 보다 정확하고 다양한 실험자료를 얻을 수 있는 반면, 풍동을 설치하기 위한 초기시설비가 너무 높고, 농업시설과 같이 다양한 형태를 위해서 장치를 변형할 경우 변형비용과 시간이 너무 많이 드는 단점이 있다. 수치해석은 풍동에 의한 분석의 단점인 변형비용과 시간은 경계조건의 변형과 빠른 자료처리 능력의 컴퓨터로 해결할 수 있으나 자칫 부정확한 입력자료나 정도가 낮은 scheme의 적용으로 인하여 실제 풍하중의 영향을 유도시키는 위험성도 많다. (중략)

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Pressure measurements on inclined square prisms

  • Hu, Gang;Tse, K.T.;Kwok, K.C.S.;Chen, Z.S.
    • Wind and Structures
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    • 제21권4호
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    • pp.383-405
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    • 2015
  • This study investigated aerodynamic characteristics of an inclined square prism experimentally. Pressure measurements were performed on a static square prism with a series of inclinations including forward inclinations (inclined to the upwind direction) and backward inclinations (inclined to the downwind direction). The prism with a vertical attitude was also tested for comparisons. Based on the pressure data, influences of the inclinations on aerodynamic characteristics (e.g., force coefficients, pressure distributions on the surfaces, and vortex shedding features) of the square prism were evaluated in detail. The results show that the inclinations have significant effects on these aerodynamic characteristics. Furthermore, the influences of the forward and backward inclinations are quite different.

비행선의 동적 감쇠계수 계산 방법에 관한 연구 (A Study of Computation Methods for Dynamic Damping Coefficients of an Airship)

  • 박수형;장병희;김유진;권장혁
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권5호
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    • pp.10-17
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    • 2003
  • 정적으로 불안정한 비행선의 안전성을 확보하기 위해서는 동적 안정성이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 강제진동 풍동시험을 보완하고 검증하기 위한 수치해석이 수행되었다. 비행선의 저속 유동장 해석을 위해 저마하수 예조건화된 수치기법이 적용되었다. 동적 감쇠계수의 변화를 두 가지 계산방법을 적용해 살펴보았다. 계산결과, 비행선은 각 방향의 모멘트에 대해 동적으로 안정되고, 힘에 대해서는 불안정하게 나타났다. 또한, 감쇠계수는 받음각과 각속도의 크기에 대한 영향보다 회전방향에 대한 영향이 더 큼을 확인하였다.