지표 인접 영역의 풍속 프로파일에 대한 제언
A Proposal to Wind Speed Profile in the Vicinity of Ground Surface
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
대기 경계층은 특히 마찰로 인한 난류 운동 에너지 소산이 점성 하위층(VS)을 지배하는 표면 근처에서 대기의 자유 전단과 표면 마찰 사이의 복잡한 상호 작용에 의해 결정된다. 또한 로그 프로파일이 공존하며 마찰에 의해 난류가 재생되기도 한다. 현재 일 반적으로 공학적 목적으로 대기 경계층 내의 평균 풍속 프로파일은 표면 근처의 일정한 풍속을 가정하여 지수 법칙 또는 로그 법칙을 사용하여 모델링되는 경우가 많다. 그러나 증발, 복사 등의 열역학적 과정 외에 지표 부근 대기의 움직임에 의해 크게 영향을 받는 현 상을 분석하기 위해서는 지표 부근 풍속 프로파일에 대한 정의가 요구된다. 이에 본 연구에서는 난류 경계층에 대한 이전 연구의 이론 및 실험 결과를 활용하여 표면 거칠기를 고려한 VS 및 완충층 내의 풍속 프로파일을 제안하였다.
Abstract
The atmospheric boundary layer is determined by the complex interaction between free shear in the atmosphere and surface friction, particularly in the vicinity of the surface where turbulent kinetic energy dissipation due to friction dominates the Viscous Sublayer (VS), and a fully-turbulent layer (or log-layer; LL) coexists, where turbulence is regenerated by friction. For engineering purposes, the mean wind speed profile within the atmospheric boundary layer is often modeled using either the exponential or logarithmic law, assuming a constant wind speed near the surface (within 10 meters). Therefore, to analyze phenomena greatly influenced by the movement of the atmosphere near the surface, in addition to thermodynamic processes such as evaporation and radiation, a definition of the near-surface wind speed profile is needed. In this study, we propose wind speed profiles within the VS and Buffer Layer, considering surface roughness, utilizing theoretical and experimental results from previous studies on turbulent boundary layers.
참고문헌 (15)
- Logan, S.R., "The origin and status of the Arrhenius equation", Journal of Chemical Education, pp.279~281 (1982)
- Atkins, P., "Atkins' Physical Chemistry" (2010), Oxford University Press
- Davarzani, H., "Study of the effect of wind speed on evaporation from soil through integrated modeling of atmospheric boundary layer and shallow subsurface", Water Resources Research, 50(1), pp.661~680 (2014)
- Anderson, R. G., "Incorporating field wind data to improve crop evapotranspiration parameterization in heterogeneous regions parameterization in heterogeneous region", Irrig. Sci., 35, pp.533~547 (2017)
- Pope, S. B., "Turbulent Flows" (2000), Cambridge University Press
- Simiu, E., "Winds Effects on Structures: Fundamentals and Applications to Design Hardcover" (1996)
- Wallace, J. M., "Atmospheric Science: An Introductory Survey" (2006), Academic Press
- Schlichting, H., "Boundary-layer theory" (2017), Springer
- White, F. M., "Viscous Fluid Flow" (2006), McGraw-Hill
- von Kármán, Th., "Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Fachgruppe 1 (Mathematik) 5", pp.58~76 (1931)
- Apsley, D., "CFD Calculation of Turbulent Flow with Arbitrary Wall Roughness", Flow,Turb. & Comb., 78, pp.153~175 (2007)
- Lee, S., "Comparative Study of Effects of Surface Roughness on Wind Speed in Domestic and International Wind Code", Journal of the Wind Engineering Institute of Korea, 17(1), pp.13~19 (2013)
- Kim, Y.S., "Quantitative Assessment of Wind Exposure Categories Using Land Cover Map and ESDU", Journal of the Wind Engineering Institute of Korea, 28(2), pp.29~39 (2024)
- 대한건축학회, "건축물 설계하중", KDS 41 12 00, ~ (2022)
- "Euro Code: Actions on structures — Part 1-4: General actions - Wind actions" (2005)