• Wind and Structures
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• 제19권4호
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• pp.421-441
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• 2014

With the assistance of typhoon field data at aerial elevation level observed by meteorological satellites and wind velocity and direction records nearby the ground gathered in Guangzhou Weather Station between 1985 and 2001, some key wind field parameters under typhoon climate in Guangzhou region were calibrated based on Monte-Carlo stochastic algorithm and Meng's typhoon numerical model. By using Peak Over Threshold method (POT) and Generalized Pareto Distribution (GPD), Wind field characteristics during typhoons for various return periods in several typical engineering fields were predicted, showing that some distribution rules in relation to gradient height of atmosphere boundary layer, power-law component of wind profile, gust factor and extreme wind velocity at 1-3s time interval are obviously different from corresponding items in Chinese wind load Codes. In order to evaluate the influence of typhoon field parameters on long-span flexible bridges, 1:100 reduced-scale wind field of type B terrain was reillustrated under typhoon and normal conditions utilizing passive turbulence generators in TJ-3 wind tunnel, and wind-induced performance tests of aero-elastic model of long-span Guangzhou Xinguang arch bridge were carried out as well. Furthermore, aerodynamic admittance function about lattice cross section in mid-span arch lib under the condition of higher turbulence intensity of typhoon field was identified via using high-frequency force-measured balance. Based on identified aerodynamic admittance expressions, Wind-induced stochastic vibration of Xinguang arch bridge under typhoon and normal climates was calculated and compared, considering structural geometrical non-linearity, stochastic wind attack angle effects, etc. Thus, the aerodynamic response characteristics under typhoon and normal conditions can be illustrated and checked, which are of satisfactory response results for different oncoming wind velocities with resemblance to those wind tunnel testing data under the two types of climate modes.

• 한국대기환경학회지
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• 제19권5호
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• pp.569-581
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• 2003

A method of synthetic time series generation was developed and applied to the simulation of homogeneous turbulence in a periodic 3 - D box and the hourly wind data simulation. The method can simulate almost exact sample auto and cross correlations of multiple time series and control non-Gaussian distribution. Using the turbulence simulation, influence of correlations, non-Gaussian distribution, and one-direction anisotropy on homogeneous structure were studied by investigating the spatial distribution of turbulence kinetic energy and enstrophy. An hourly wind data of Typhoon Robin was used to illustrate a capability of the method to simulate sample cross correlations of multiple time series. The simulated typhoon data shows a similar shape of fluctuations and almost exactly the same sample auto and cross correlations of the Robin.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.265-275
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• 2011

방파제 등 항만 외곽시설의 설계에 있어서 파랑은 구조물의 단면을 결정하는 가장 중요한 요소이다. 본 연구에서는 Holland(1980)의 파라미터 모델을 이용하여 태풍시의 해상풍을 구축하고, WAM 모형을 이용하여 태풍에 의한 파랑을 수치 계산하였다. 남해안의 부산, 목포, 여수, 서귀포 지역에 영향을 미친 태풍을 선정하고 가상의 태풍을 추가하여 training set을 구성하고, 남향 계열의 7개 파향에 대해서 경험모의기법을 적용하여 재현기간별 설계 파고를 산정하였다. 또한, 이를 POT 방법과 한국해양연구원(2005)의 결과와 비교, 분석하였다.

• Ocean Science Journal
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• 제41권4호
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• pp.245-254
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• 2006

Long term wave climate of both extreme wave and operational wave height is essential for planning and designing coastal structures. Since the field wave data for the waters around Korean peninsula is not enough to provide reliable wave statistics, the wave climate information has been generated by means of long-term wave hindcasting using available meteorological data. Basic data base of hindcasted wave parameters such as significant wave height, peak period and direction has been established continuously for the period of 25 years starting from 1979 and for major 106 typhoons for the past 53 years since 1951 for each grid point of the North East Asia Regional Seas with grid size of 18 km. Wind field reanalyzed by European Center for Midrange Weather Forecasts (ECMWF) was used for the simulation of waves for the extra-tropical storms, while wind field calculated by typhoon wind model with typhoon parameters carefully analyzed using most of the available data was used for the simulation of typhoon waves. Design wave heights for the return period of 10, 20, 30, 50 and 100 years for 16 directions at each grid point have been estimated by means of extreme wave analysis using the wave simulation data. As in conventional methodsi of design criteria estimation, it is assumed that the climate is stationary and the statistics and extreme analysis using the long-term hindcasting data are used in the statistical prediction for the future. The method of extreme statistical analysis in handling the extreme vents like typhoon Maemi in 2003 was evaluated for more stable results of design wave height estimation for the return periods of 30-50 years for the cost effective construction of coastal structures.

• 한국해양공학회지
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• 제27권4호
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• pp.14-21
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• 2013

This study examined the field application of a 3-D numerical model (LES-WASS-3D) to the estimation of the nearshore current at Songdo beach, Busan. The wave and tide conditions observed at Songdo beach during Typhoon Ewiniar (July 10, 2006) were used in a numerical simulation. The numerical wave heights were in good agreement with the field data. The spatial distributions of the wave heights, mean water levels, and mean flows obtained from the numerical simulation are discussed in relation to the bottom topographical change near Songdo beach before and after Typhoon Ewiniar. The results revealed that LES-WASS-3D is a powerful tool for estimating the nearshore current in the field.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.241-252
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• 2019

폭풍으로 인한 연안재해 피해에 대한 적절한 대응책을 수립하기 위해서는 빈도 해일고 산정에 대한 연구가 필요하다. 과거에 관측된 태풍은 모집단 수가 적기 때문에 tropical cyclone risk model(TCRM)을 이용해 역사태풍의 이동경로와 중심기압을 확률밀도함수로 추정하여 확률적으로 발생하는 176,689개의 합성태풍을 생성하였다. 아울러 중국 남동부 연안으로 상륙한 후 재부상 하거나 소멸되는 태풍 특성을 합성태풍에 고려하기 위해 역사태풍의 이동각도를 확률밀도함수로 추정하고 감쇠 매개변수와 함께 적용하여 중국 남동부 연안에서 서남해안으로 이동하는 태풍의 통과율이 개선되었다. 태풍속성은 역사태풍으로부터 분석하였으며 중심기압과 최대풍속($V_{max}$), 최대풍속 반경($R_{max}$)의 상관관계식을 산정하여 합성태풍에 적용하였다. 해일고는 ADCIRC 모형을 이용해 조석과 합성태풍을 고려하여 산정하였으며 Perl script로 자동화하였다. 확률적으로 발생시킨 합성태풍에 의한 해일고는 실제 자연현상에서 발생하는 해일고와 유사하게 나타나기 때문에 빈도 해일고를 산정할 수 있다. 따라서 일반화된 극치분포(Generalized Extreme Value, GEV)의 모수를 추정하여 극치 해일고를 산정하였으며, 100년 빈도 해일고는 경험모의기법으로 산정한 빈도 해일고와 비교하여 만족스러운 결과가 도출되었다. 본 연구에서 제안한 방법은 일반 해역에서 빈도 해일고 산정시 활용될 수 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.1-8
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• 2011

본 연구에서는 지리정보기반의 강풍위해지도를 개발하였으며, 이는 지표조도모형, 지형할증모형, 균일강풍지도로 구성된다. 지표조도모형은 지표조도가 지표풍에 미치는 영향을 반영하기 위해서 개발되었다. 지형에 의한 풍속할증을 반영하기 위하여 지형 할증모형을 개발하였다. 지형에 의한 풍속할증은 건축구조설계기준(2005)을 채용하여 산정하였다. 균일강풍지도는 기상자료를 이용한 빈도분석법과 태풍 시뮬레이션을 통하여 개발되었다. 본 연구에서 개발한 강풍위해성 평가방법을 통한 강풍위해지도가 강풍에 의한 손실, 피해 및 보험료율 산정에 적용될 수 있음을 보였다.

• Wind and Structures
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• 제6권3호
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• pp.179-196
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• 2003

A long suspension bridge is often located within a unique wind environment, and strong winds at the site seldom attack the bridge at a right angle to its long axis. This paper thus investigates the buffeting response of long suspension bridges to skew winds. The conventional buffeting analysis in the frequency domain is first improved to take into account skew winds based on the quasi-steady theory and the oblique strip theory in conjunction with the finite element method and the pseudo-excitation method. The aerodynamic coefficients and flutter derivatives of the Tsing Ma suspension bridge deck under skew winds, which are required in the improved buffeting analysis, are then measured in a wind tunnel using specially designed test rigs. The field measurement data, which were recorded during Typhoon Sam in 1999 by the Wind And Structural Health Monitoring System (WASHMS) installed on the Tsing Ma Bridge, are analyzed to obtain both wind characteristics and buffeting responses. Finally, the field measured buffeting responses of the Tsing Ma Bridge are compared with those from the computer simulation using the improved method and the aerodynamic coefficients and flutter derivatives measured under skew winds. The comparison is found satisfactory in general.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.39-46
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• 2015

시공간적으로 불규칙하게 작용하는 태풍의 변동풍속은 지표면의 조도에 의해 많은 영향을 받으며, 이러한 불규칙한 변동풍속을 받는 저층 중층 고층건물의 안전 및 사용성의 평가는 이와 관련한 많은 파라미터에 의해 평가되고 있다. 최근 우리나라를 통과한 태풍 매미(2003), 곰파스(2010), 템빈(2012)의 변동풍속자료로부터 난류의 특성 및 스펙트럼의 평가를 알아 보기 위하여 6개의 대표지점을 선정했고, 선정된 각 지점에 대한 변동풍속자료는 기상청으로부터 획득했지만, 이 자료는 지상 10m 높이에서 관측되었고 1분의 평균자료이다. 이러한 기상청의 자료는 실측자료이기는 하나 1분 평균에 의한 진동수의 영역별 영향이 평균화될 수 있고, 높이에 따른 변동풍속의 특성을 잘 나타내지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 고층건물에 영향을 미치는 지상 200m 높이에서의 변동풍속에 대한 확률분포, 난류특성 및 스펙트럼을 평가하기 위하여 기상청 자료와 Monte Carlo Simulation 방법을 이용하여 변동풍속을 해석한 후 비교 검토하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.16-24
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• 2014

극치해상 풍속 산정을 위해서는 장기 관측자료가 반드시 필요하다. 그러나, 해상에서의 장기 관측 자료를 확보하기란 거의 불가능하다. 따라서 해상 바람 조건을 분석하기 위해 태풍 모의 기법이 널리 이용되어 진다. 본 연구에서는 Holland(1980) model을 이용하여 1978년부터 2012년까지(35년간) 한반도 서해안 지역에 영향을 미친 총 74개 태풍에 대해서 태풍 모의를 하였다. 그 결과, BOLAVEN(1215)에 의한 HeMOSU-1의 100 m 고도 최대풍속은 49.02 m/s로서 35년간 가장 영향을 크게 미친 태풍으로 나타났다. 한편, 모의 결과는 서해안 지역에 설치 된 HeMOSU-1의 관측치(MUIFA, BOLAVEN, SANBA)와 비교하였다. 그리고 재현주기별 극치 풍속을 예측하기 위해 한반도 서해안 4개 지점(HeMOSU-1, 군산, 목포, 제주)의 35개 연 최대 풍속 자료에 Gumbel 분포형을 적용하였다. HeMOSU-1 지점의 해상 100 m 높이에서의 50년 빈도 설계풍속 값은 50 m/s, 100년 빈도 설계풍속 값은 54.92 m/s로 나타났으며, BOLAVEN 풍속이 50년 빈도 풍속에 해당되었다.