광릉수목원 지역의 풍환경 예측을 위한 고해상도 복잡지형 CFD 모델 설계 = Design of micro-scale complex terrain CFD model to predict wind environment from Gwangneung arboretum
저자
하태환 ( Taehwan Ha ) ; 이인복 ( Inbok Lee ) ; 여욱현 ( Ukhyeon Yeo )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2016
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
40-40(1쪽)
제공처
국내 국토의 약 65%가 산지로 이루어져 있으며 산불, 산사태 등과 같은 산림 재배 발생 시 산악기상에 기초한 분석을 통하여 그 피해를 최소화할 수 있다. 하지만 현재 기상 자료의 대부분은 평지에서 관측되고 있으며 이를 보완하기 위해 국립산림과학원에서는 추가적으로 산악지역에 산악기상관측소를 설립하고 있다. 하지만 기상관측표준화법에 산악지역의 기상관측소 설치에 관한기준이 제시되어 있지 않으며 국제기상기구 (WMO)에서도 명확한 기준을 제시하고 있지는 않다. 단지, 나무나 건물과 같은 장애물로부터 장애물의 평균 높이로부터 10배 이상 이격할 것을 제안하고 있다. 따라서 적절한 산악기상관측소 설치를 위한 기초 데이터 확보를 위해 40m 높이의 기상관측 플럭스 타워가 설치되어 있는 광릉수목원 지역을 대상으로 고해상도 복잡지형 CFD 모델을 설계 및 검증하고자 하였다. 전산유체역학 모델의 지표면은 국토지리정보원에서 제공하는 수치지도를 이용하여 설계하였으며 산림청에서 제공하는 임상도를 이용하여 지역별 수종 분포를 고려하여 분할 설계하였다. 산림의 공기저항은 선행연구에서 산정된 공극 계수를 모델 내 다공성 물질로 구현하여 사용자 정의함수로 적용하였다. 설계된 전산유체역학 모델의 검증은 총 5가지 난류 모델(standard k-ε, RNG k-ε, realizable k-ε, standard k-ω, SST k-ω)을 대상으로 활엽수림과 침엽수림을 선정하였으며, 풍속 및 풍향에 대한 현장 실측값과 전산유체역학 모델 결과값의 상관계수와 결정계수를 통하여 수행하였다. 그 결과, standard k-ε 난류 모델이 대상 영역에 있어서 공기 흐름을 잘 모의하는 것으로 나타났다. 또한 산림 캐노피 내에서의 기류를 보다 정확히 모의하기 위하여 현장실험을 진행하여 대상 수종의 공극저항계수를 도출하였다.
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