KCI등재
SCOPUS
수목의 초미세먼지(PM<sub>2.5</sub>) 저감 효과에 대한 CFD 수치 모의: 부산 감만동 지역을 대상으로 = CFD Simulations of the Trees' Effects on the Reduction of Fine Particles (PM<sub>2.5</sub>): Targeted at the Gammandong Area in Busan
저자
한상철 (부경대학교) ; 박수진 (부경대학교 슈퍼컴퓨터센터) ; 최원식 (부경대학교) ; 김재진 (부경대학교) ; Han, Sangcheol ; Park, Soo-Jin ; Choi, Wonsik ; Kim, Jae-Jin
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
Korean
주제어
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KCI등재,SCOPUS,ESCI
자료형태
학술저널
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수록면
851-861(11쪽)
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In this study, we analyzed the effects of trees planted in urban areas on PM<sub>2.5</sub> reduction using a computational fluid dynamics (CFD) model. For realistic numerical simulations, the meteorological components(e.g., wind velocity components and air temperatures) predicted by the local data assimilation and prediction system (LDAPS), an operational model of the Korea Meteorological Administration, were used as the initial and boundary conditions of the CFD model. The CFD model was validated against, the PM<sub>2.5</sub> concentrations measured by the sensor networks. To investigate the effects of trees on the PM<sub>2.5</sub> reduction, we conducted the numerical simulations for three configurations of the buildings and trees: i) no tree (NT), ii) trees with only drag effect (TD), and iii) trees with the drag and dry-deposition effects (DD). The results showed that the trees in the target area significantly reduced the PM<sub>2.5</sub> concentrations via the dry-deposition process. The PM<sub>2.5</sub> concentration averaged over the domain in DD was reduced by 5.7 ㎍ m<sup>-3</sup> compared to that in TD.
더보기본 연구는 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델을 이용하여 도시 지역에서 수목이 PM<sub>2.5</sub> 저감에 미치는 영향을 조사하였다. 현실적인 수치 모의를 위해, 기상청에서 현업으로 운영 중인 국지예보시스템(LDAPS)이 예측한 기상 자료를 CFD 모델의 초기·경계 자료로 사용하였다. CFD 모델 성능 검증은 연구 대상지 내에 구축된 6개의 센서에서 측정한 PM<sub>2.5</sub> 농도를 이용하였다. 본 연구에서는 수목이 PM<sub>2.5</sub> 농도 분포에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 수목이 식재 되지 않았다고 가정한 경우, 수목이 식재되어 있지만 바람에 대한 항력 효과만 존재한다고 가정한 경우, 수목의 항력 효과와 침적 효과가 모두 존재한다고 가정한 경우에 대한 수치 실험을 수행하였다. 분석대상 기간 동안 PM<sub>2.5</sub> 저감 효과가 뚜렷하게 나타난 세 가지 영역 중 군부대 내의 PM<sub>2.5</sub> 평균 농도를 비교한 결과, 수목이 식재되지 않은 경우는 12.8 ㎍ m<sup>-3</sup>, 수목의 항력 효과만 고려한 경우는 12.5 ㎍ m<sup>-3</sup>이 나타났고, 수목의 항력 효과와 침적 효과가 모두 고려한 경우는 6.8 ㎍ m<sup>-3</sup>가 나타났다. 수목에 의한 건성 침적이 PM<sub>2.5</sub> 농도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다.
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