• Wind and Structures
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• 제18권5호
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• pp.549-566
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• 2014

In spite of progress in the numerical simulation of typhoon wind field in atmospheric boundary layer (ABL), using typhoon wind field model in conjunction with Monte Carlo simulation method can only accurately evaluate typhoon wind field over a general terrain. This method is not enough for a reliable evaluation of typhoon wind field over the actual complex terrain with surface roughness and topography variations. To predict typhoon wind field over the actual complex terrain in ABL, a hybrid numerical simulation method combined typhoon simulation used the typhoon wind field model proposed by Meng et al. (1995) and CFD simulation in which the Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) equations and k-${\varepsilon}$ turbulence model are used. Typhoon wind filed during typhoon Dujuan and Imbudo are simulated using the hybrid numerical simulation method, and compared with the results predicted by the typhoon wind field model and the wind field measurement data collected by Fugro Geotechnical Services (FGS) in Hong Kong at the bridge site from the field monitoring system of wind turbulence parameters (FMS-WTP) to validate the feasibility and accuracy of the hybrid numerical simulation method. The comparison demonstrates that the hybrid numerical simulation method gives more accurate prediction to typhoon wind speed and direction, because the effect of topography is taken into account in the hybrid numerical simulation method.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권4호
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• pp.299-304
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• 2005

A simulation system is needed to train students and mariners in order that they can take suitable actions to evade typhoon's strike promptly and sufficiently. In order to make such kind of system, three kinds of models about the typhoon are necessary, typhoon prediction model to generate typhoon's track, wind & wave-field model to make sea conditions around the typhoon and evaluation model of trainee's action whether their actions were suitable or not during simulation. We have developed the prediction and wind & wave-field models of typhoon, but the evaluation model has not been developed yet. In this paper, after making a method for evaluating trainee's actions by seakeeping performance, we propose an typhoon avoidance simulation system for training mariners so that they can promote their abilities to evade the typhoons at sea.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제45권1호
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• pp.1-18
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• 2013

The typhoon wind characteristics designing for buildings or bridges located in complex terrain and typhoon prone region normally cannot be achieved by the very often few field measurement data, or by physical simulation in wind tunnel. This study proposes a numerical simulation procedure for predicting directional typhoon design wind speeds and profiles for sites over complex terrain by integrating typhoon wind field model, Monte Carlo simulation technique, CFD simulation and artificial neural networks (ANN). The site of Stonecutters Bridge in Hong Kong is chosen as a case study to examine the feasibility of the proposed numerical simulation procedure. Directional typhoon wind fields on the upstream of complex terrain are first generated by using typhoon wind field model together with Monte Carlo simulation method. Then, ANN for predicting directional typhoon wind field at the site are trained using representative directional typhoon wind fields for upstream and these at the site obtained from CFD simulation. Finally, based on the trained ANN model, thousands of directional typhoon wind fields for the site can be generated, and the directional design wind speeds by using extreme wind speed analysis and the directional averaged mean wind profiles can be produced for the site. The case study demonstrated that the proposed procedure is feasible and applicable, and that the effects of complex terrain on design typhoon wind speeds and wind profiles are significant.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.284-291
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• 2016

빈도별 최대풍속을 발생시키는 태풍조건을 역추적함으로써 빈도별 표준태풍을 생성할 수 있다(Kang et al., 2016). 본 연구에서는 이렇게 얻어진 표준태풍의 해일모의를 통해 서해안 영광지역의 해일고 빈도해석을 수행하는 방안을 제시하고자 한다. 본 연구에 사용된 모형은 MIKE21모형으로서 태풍 BOLAVEN(1215)에 대한 검증 결과 서해안 여러 지역에서 관측결과와 비교적 잘 일치하는 결과를 얻었다. 서해안 태풍해일특성을 감안하여 경로변경을 설정한 후 빈도별 해일고를 구한 결과는 관측치로부터 산정된 결과와 부합하는 결과를 보이고 있다. 이 방법은 관측자료가 충분치 않은 곳에서 수많은 태풍에 의한 해일모의를 수행하는 기존 방법에 비해 빈도별로 한 개의 태풍만을 대상으로 하므로 매우 효율적인 방법이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.159-165
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• 1987

본(本) 연구(硏究)에서는 특정지역에서 태풍(颱風)의 통계적(統計的) 분석(分析) 및 확률적(確率的) 기술방법(記述方法)을 이용하여 한국(韓國)의 태풍위험도분석(颱風危險度分析)에 관한 합리적(合理的) 방법(方法)을 제시(提示)하였다. 간접적(間接的) 방법(方法)으로 태풍(颱風)의 확률풍속(確率風速)을 예측하기 위해 두가지 시뮬레이션 과정(過程) 및 fitting 방법(方法)에 대해 논(論)하였다. 일반적으로 간접적(間接的) 방법(方法)으로는 Russell의 방법(方法)이 사용되고 있는데 이 방법(方法)은 특정지역에서 태풍(颱風)의 확률적(確率的) 예측을 위한 기상학적(氣象學的) 특성(特性)과 풍속장(風速場)모형(Wind field Model)에 기초를 두고 시뮬레이션 방법(方法)에 의해 약 1,000개의 태풍(颱風)을 발생시켜 통계적(統計的)으로 기저확률분포(基底確率分布)를 구한 다음, 그 결과를 Weibull분포(分布)에 fitting하도록 하고 있다. 그러나, 본(本) 연구(硏究)에서는 150년(年) 내지 200년간(年間)의 연최대풍속(年最大風速)을 발생시켜 그 data를 이용하여 Weibull분포(分布)에 직접 fitting하는 방법(方法)을 제안(提案)하였다. 수치해석(數値解析)결과, 본(本) 연구(硏究)에서 제안(提案)한 방법(方法)이 보다 효율적(效率的)이고 합리적(合理的)인 태풍(颱風)의 위험도평가방법(危險度評價方法)임을 알 수 있었다. 아울러, 제안(提案)된 확률풍속(確率風速) 예측방법(豫測方法)을 이용하여 태풍(颱風)취약지역인 남서해안(海岸) 일대에서 송전탑(送電塔)의 설계풍속(設計風速)에 대해 검토, 분석하였다.

• Wind and Structures
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• 제30권2호
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• pp.141-153
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• 2020

Probabilistic information regarding directional extreme wind speeds is important for the precise estimation of the design wind loads on structures. A joint probability distribution model of directional extreme typhoon wind speeds is established using Monte Carlo simulation and empirical copula function to fully consider the correlations of extreme typhoon wind speeds among the different directions. With this model, a procedure for estimating directional extreme wind speeds for given return periods, which ensures that the overall risk is distributed uniformly by direction, is established. Taking 5 typhoon-prone cities in China as examples, the directional extreme typhoon wind speeds for given return periods estimated by the present method are compared with those estimated by the method proposed by Cook and Miller (1999). Two types of directional factors are obtained based on Cook and Miller (1999) and the UK standard's drafting committee (Standard B, 1997), and the directional risks for the given overall risks are discussed. The influences of the extreme wind speed correlations in the different directions and the simulated typhoon wind speed sample sizes on the estimated extreme wind speeds for a given return period are also discussed.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.291-300
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• 2013

태풍시 발생하는 해상풍 산출을 위해서는 태풍 모의 기법을 이용하며, 이 경우 Holland 모델은 비교적 정확도 높은 태풍 모의가 가능하게 한다. 태풍 모의를 위한 가용 정보로는 JTWC(Joint Typhoon Warning Center, USA)와 RSMC(Regional Specialized Meteorological Center, Japan) 최적경로자료가 있으며, 두 자료는 매개변수 산정 방법과 제공하는 태풍인자가 약간 다르다. 본 연구에서는 RSMC 최적경로자료에서 제공하는 풍속 25 m/s와 15 m/s에 해당하는 반경을 Holland 모형에 각각 대입하여 구성되는 2개의 비선형 방정식을 구성하였으며, 구성된 방정식의 해에 해당하는 최대풍속반경은 Newton-Raphson 기법을 이용하여 산출하였다. 본 방법은 일본 기상청(JMA)에서 제공하는 태풍 풍속프로파일에 근거하여 산출된 결과로서 타 방법에 의하여 산출된 결과보다 태풍 매개변수의 공간적, 시간적 변화에 능동적으로 반응하여 태풍의 특성을 보다 잘 반영하는 것으로 나타났다. RSMC 최적경로 자료를 이용할 경우, 본 방법은 태풍모의 입력 자료의 일관성도 확보할 수 있기 때문에 최대풍속 반경 산출에 합리적일 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.276-276
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• 2012

일반적으로 기후변화영향에 관한 연구수행을 위해 전지구기후모형(GCM; Global Climate Model)이 사용되고 있다. 하지만 GCM은 공간해상도(Spatial resolution)가 거칠기 때문에 수문학 분야에서 주로 사용되는 유역규모의 지역적인 스케일특성과 물리적 특징을 표현하는데 한계가 있다. 또한 GCM 기후변수들 중 강수량의 경우 한반도 지역의 6월과 10월 사이에 연강수량의 67% 이상이 집중되는 계절성을 반영하지 못하고 있으며, 높은 불확실성을 보이고 있다. 본 연구에서는 GCM 기반의 다지점 인공신경망기법을 적용한 상세화(Downscaling)를 실시하였다. GCM의 24개 2D변수에 대한 주성분분석을 실시하여 신경망의 학습인자로 사용하였으며, 학습, 검증 및 예측기간은 각각 1981~1995년, 1996~2000년, 2011~2100년으로 A1B 시나리오를 대상으로 상세화를 실시하였다. 또한, 여름철 태풍사상을 모의하기 위한 Stochastic Typhoon Simulation기법과 Baseline과 Projection 사이의 강수량 보정을 위한 Dynamic Quantile Mapping 기법을 적용하여, 강수량의 불확실성을 최소화 하고자 하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.294-300
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• 2006

양해법의 하나인 풍상차분을 사용하는 WAM 모형의 수치기법을 분할차분법을 이용한 음해법으로 바꾸고 수치분산을 줄이기 위해 FCT 기법을 적용하였다. 새로운 수치기법의 특성을 확인하기 위해 구형파 전파실험과 태풍 매미로 인한 파랑모의를 수행하였다. 기존의 WAM 모형에 비해 현저히 수치분산을 줄일 수 있었고, 음해법의 이용으로 비교적 큰 시간 격자 간격에서도 안정적으로 계산이 수행되어, 보다 경제적인 수치모의가 가능함을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제2권2호
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• pp.62-72
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• 1989

본 연구는 확률에 기초한 한국의 기본 설계풍속 추정을 위한 합리적인 방법을 제시하고 위험도에 기초한 전국의 설계풍속지도를 제안한다. 본 논문에서는 장기기록 지역의 계절풍 연 최대 풍속자료와 단기기록 지역의 계절풍 월 최대 풍속자료의 극치 Type I 분포 모형에 대한 적합성을 검토하였고, 극치 태풍 풍속 분포 추정에서는 Monte-Carlo 시뮬레이션을 이용하여 간접적인 해석방법이 적용되었다. 태풍과 계절풍에 대한 기본 설계풍속은 두개 분포의 적(product)으로 된 혼합모형에서 구한다. 본 연구 결과로부터 제안된 모형과 방법은 현재 한국에서 가용한 단기기록 풍속자료를 이용한 위험도에 기초한 기본설계풍속과 기본 설계풍속지도의 개발에 실용적인 도구로 활용 가능하다고 본다.