산악지역 풍환경 예측 오픈소스 CFD 모델 개발 및 기상관측타워의 적정 설치방법 제안 = Development of an OpenSource CFD Model and Installation Method for Weather Station to Measure Wind Environment on Mountainous Terrain
저자
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
224-224(1쪽)
제공처
산악지역에서의 정확한 기상정보 관측, 산불이나 산사태와 같은 산악재해의 예측 및 오염물질의 확산을 예측하기 위해서는 기상환경 관측소의 설치가 중요하다. 하지만 국내 기상관측소 설치 기준은 평지에 대한 설치방법만을 제시하고 있을 뿐, 산악지역에 대한 설치방법은 제시하고 있지 않다. 기상관측시스템의 적정 높이 및 기상관측시스템이 설치되는 개벌지의 적정 크기를 결정하기 위해서는 주변 수목의 종류, 수고, 개벌지의 크기 등 다양한 환경조건에서의 개벌지 내 풍환경을 분석해야 한다. 따라서 본 연구에서는 Opensource CFD 패키지를 이용하여 산악지형에서의 풍환경을 예측하기 위한 고해상도 3차원 CFD 모델을 개발하여 산악지역 내 기상관측타워의 적정 설치방법을 제안하고자 한다. 3차원 CFD 모델은 국토지리정보원에서 제공하는 수치지도를 이용하여 개발되었다. 그리고 대상지역에 분포하고 있는 수목의 공기역학적 저항성을 구현하기 위해서 산림청에서 제공하는 임상도를 이용하여 대상지역 내에 분포하고 있는 수목의 종류에 따른 지역을 구분하였다. 수목의 캐노피가 분포하고 있는 영역을 다공성 매체로 설계하여 공기역학적 저항성을 구현하였으며 수목의 저항계수는 현장실험을 통해 도출하였다. 3차원 오픈소스 CFD 모델을 검증하기 위해서 다양한 격자 크기와 난류 모델에 대해서 시뮬레이션을 진행하였으며 현장에서 관측된 풍환경 데이터와의 비교를 통해서 3차원 CFD 모델을 검증하였다. 모델 검증 결과 6.25 m 크기로 3차원 모델을 설계하고 Standard k-ε 난류 모델을 사용하였을 때 산악지역의 풍환경을 적절하게 모의함을 확인하였다. 검증된 CFD 모델을 이용하여 수목의 종류, 수목의 높이, 수목의 공기역학적 저항성, 개벌지의 크기 등 다양한 환경조건에 대해서 개벌지 내 풍환경을 분석하고 산악지역 내 기상관측소 설치를 위한 적정 방법을 제시하였다.
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