• Spatial Information Research
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• 제23권3호
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• pp.79-89
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• 2015

건축물이 일정규모 이상 높아지면 구조설계 시 바람의 영향이 중요한 요인으로 작용하게 된다. 우리나라는 지형적인 특성상 태풍과 같은 위험현상이 자주 발생하는 지역이므로 더욱 중요한 요인이라 할 수 있다. 이러한 시대적 흐름과 기상변화를 고려한다면 건축물의 합리적인 내풍설계의 필요성이 더욱 부각되고 있다. 본 연구에서는 1:5,000 수치지형도를 바탕으로 공간정보분석을 이용하여 설계풍하중 산정방법을 제시하였으며 실제 적용사례와 비교분석 하였다. 제안된 방법으로 풍속고도분포계수, 지형계수를 산정할 경우 보다 정량적, 객관적으로 설계풍속을 산정할 수 있었으며 기존의 방법과 비교했을 때 평가에 필요한 시간과 비용을 단축할 수 있을 것으로 기대되 건축물의 합리적이고 경제적인 내풍설계에 도움이 될 것으로 기대된다.

• Wind and Structures
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• 제32권5호
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• pp.439-452
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• 2021

The concept of Performance objective assessment is extended to wind engineering. This approach applies using the Database-Assisted Design technique, relying on the aerodynamic database provided by the National Institute of Standards and Technology (NIST). A structural model of a low-rise building is analyzed to obtain influence coefficients for internal forces and displacements. Combining these coefficients with time histories of pressure coefficients on the envelope produces time histories of load effects on the structure, for example knee and ridge bending moments, and eave lateral drift. The peak values of such effects are represented by an extreme-value Type I Distribution, which allows the estimation of the gust wind speed leading to the mean hourly extreme loading that cause specific performance objective compromises. Firstly a fully correlated wind field over large tributary areas is assumed and then relaxed to utilize the denser pressure tap data available but with considerably more computational effort. The performance objectives are determined in accordance with the limit state load combinations given in the ASCE 7-16 provisions, particularly the Load and Resistance Factor Design (LRFD) method. The procedure is then repeated for several wind directions and different dominant opening scenarios to determine the cases that produce performance objective criteria. Comparisons with two approaches in ASCE 7 are made.

• 한국추진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.12-21
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• 1997

무공해 에너지원은 화석에너지의 고갈과 환경오염의 심각한 문제로 인하여 절실히 요구되고 있는 실정이다. 그중 풍력발전 시스템은 타 에너지원에 비해 여러 가지 측면에서 유리한 점을 가지고 있다. 본 연구에서는 500㎾급 풍력발전 시스템을 개발함에 있어, 적합한 공력성능 및 구조성능을 가지는 회전날개 설계과정을 수행하였다. 공력설계는 운용지역의 풍황을 고려하여 회전날개의 외형을 결정하였고 이를 바탕으로 공력성능해석이 수행되었으며, 구조설계는 복합재료를 사용하여 쉘-스파 구조를 갖도록 설계하여 굽힘 및 비틀림 그리고 피로수명에 대한 구조해석이 수행되었다. 그 결과 4m/s의 미풍에서도 운용가능하며, 12m/s에서는 정격출력 500㎾를 생산할 수 있는 형상이 설계되었고, 또한 20년 이상의 피로수명이 확보되었으며, 공진 등의 동적인 문제도 발생하지 않음을 확인하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권4호
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• pp.297-303
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• 2014

기온감률에 의한 고도보정만으로 표현되지 않는 산악지대의 한낮 기온 분포를 추정하기 위해 사면 일사효과모형이 사용되어왔으나 많은 경우 과다추정 경향이 나타났다. 그 원인을 찾고 기존 방법을 개선하기 위한 방안을 모색하기 위해 야외실험을 수행하였다. 경남 하동군 악양집수역의 고밀도 관측망으로부터 2012~2013년의 맑은 날 1500 기온, 1100-1500 적산일사량, 그리고 평균풍속자료를 수집하여 분석한 결과 고도보정 기온추정오차는 풍속과 높은 상관이 확인되었다. 이 결과를 토대로 일사효과모형을 풍속가중치에 의해 보정하는 간단한 방법을 도출하였다. 이 새로운 방법에 의해 2012-2013 기간 중 맑은 날에 대하여 악양집수역 내 10개 검증관측지점의 1500 기온을 추정하여 실측치와 비교하였다. 또한 기존 고도보정 추정치 및 일사효과모형 추정치와도 비교하였다. 그 결과 고도보정에 의한 추정치의 오차특성인 편기성과, 일사효과모형의 과다추정 경향이 새로운 방법에 의해 크게 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.223-236
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• 2020

연구목적: 본 연구에서는 재난관리(예방-대비-대응-복구) 중 대비차원으로 활용하고자 강풍피해예측함수를 개발하였다. 연구방법: 본 연구에서 제안하는 강풍피해예측함수는 재해연보이력, 피해당시 기상자료 그리고 지역특성을 고려하였다. 기상자료는 기상청에서 관측한 풍속과 기온, 피해이력에 해당하는 통계자료는 재해연보, 그리고 지역특성을 반영하기 위한 요소로는 재해연보 상 수록된 복구비, 인구, 비닐하우스 면적, 농가수 등을 활용하였다. 연구결과: 본 연구에서 개발한 함수식은 과거에 발생한 강풍피해이력을 기반으로 예측되는 기상인자와 지역특성을 반영하였으며, 단시간에 피해규모를 예측할 수 있다. 결론: 본 연구에서 개발한 강풍피해예측함수는 정책결정자들의 의사결정, 비상인력 및 방재자원의 배치 등과 같은 효율적인 재난관리에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.65-78
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• 2013

To analyze influences under open fault conditions in switching devices, an integrated simulation and condition monitoring scheme for a permanent magnet synchronous generator (PMSG) based variable speed grid-connected wind turbine system are presented. Among various faults in power electronics components, the open fault in switching devices may arise when the switches are destructed by an accidental over current, or a fuse for short protection is blown out. Under such a faulty condition, the grid-side inverter as well as the generator-side converter does not operate normally, producing an increase of current harmonics, and a reduction in output and efficiency. As an effective way for a condition monitoring of generation system by online basis without requiring any diagnostic apparatus, the estimation schemes for generated voltage, flux linkage, and stator resistance are proposed and the validity of the proposed scheme is proved through comparative simulations.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권3호
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• pp.229-233
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• 2019

Large-scale High Temperature Superconducting (HTS) wind power generators suffer from high electromagnetic force and high torque due to their high current density and low rotational speed. Therefore, the torque and Lorentz force of HTS wind power generators should be carefully investigated. In this paper, we proposed a Performance Evaluation System (PES) to physically test the structural stability of HTS coils with high torque before fabricating the generator. The PES is composed of the part of a pole-pair of the HTS generator for estimating the characteristic of the HTS coil. The 10 MW HTS generator and PES were analyzed using a 3D finite element method software. The performance of the HTS coil was evaluated by comparing the magnetic field distributions, the output power, and torque values of the 10 MW HTS generator and the PES. The magnetic flux densities, output power, and torque values of the HTS coils in the PES were the same as a pole-pair of the 10 MW HTS generator. Therefore, the PES-based evaluation method proposed in this paper can be used to estimate the critical characteristics of the HTS generator under high magnetic field and high torque before manufacturing the HTS wind turbines. These results will be used effectively to research and manufacture large-scale HTS wind turbine generators.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.107-113
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• 2017

The dynamic characteristics including natural frequencies and excitation frequencies are evaluated for a small 10 kW vertical axis wind turbine. Acceleration responses were measured at 12 distributed locations for impact vibration tests, ambient vibration tests during non-operational and operational conditions, and braking tests during operational condition. The natural frequencies for the lowest 2 bending modes and the first torsional mode were estimated and also the excitation frequencies, i.e. 1P, 2P, 4P, were also estimated according to the rotational speed using the responses under operational conditions (i.e. power generation condition).

• Wind and Structures
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• 제15권5호
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• pp.355-367
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• 2012

Atmospheric boundary layer winds experience two types of effects due to friction at the ground surface. One effect is the increase of the wind speeds with height above the surface. The second effect, called the Ekman layer effect, entails veering - the change of the wind speed direction as a function of height above the surface. In this study a practical procedure is developed within a database-assisted design (DAD) framework that accounts approximately for veering effects on tall building design. The procedure was applied in a case study of a 60-story reinforced concrete building, which also considered the dependence of veering effects on the orientation of the building. Comparisons are presented between response estimates that do not account for veering, and account for veering conservatively. For the case studied in this paper veering effects were found to be small.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권6호
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• pp.1415-1425
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• 2017

태풍은 강한 바람과 폭우를 동반하며 매년 한반도에 인명과 재산피해의 원인이 된다. 국내에서 발생한 자연재해 피해에서 태풍이 차지하는 비중이 높다. 태풍의 많은 피해는 폭우에 의해 발생하므로 태풍이 일 최대강수량에 미치는 영향을 정량적으로 살펴볼 필요가 있다. 일 최대강수량은 극치자료로 일반적으로 일반화극단치분포를 따른다. 연구자료로 1976년부터 2016년까지 한반도에 설치된 60개 종관기상관측장비에서 수집된 일강수량, 최대풍속, 평균풍속 자료가 사용되었다. 태풍이 온 기간을 제외한 일강우량 자료와 태풍이 온 기간을 포함한 일강우량 자료로 구분하여 일반화극단치모형에 적합시켰다. 모수추정방법으로 최우추정법과 L-적률추정법이 이용되었다. K-S검정과 $Cram{\acute{e}}r$ von Mises검정을 통해 모형의 적합도를 검정하였다. 추정된 모수를 기반으로 25년, 50년, 100년, 200년 재현수준을 계산하였다. 태풍기간 포함유무에 따른 재현수준을 비교한 결과 태풍은 강릉 인근의 동해안과 울산과 완도 인근의 남해안의 일 최대강수량에 영향을 미친다.