CFD모델과 풍동실험을 이용한 복잡지형에서의 기류해석
Analysis On Wind Flows Over A Complex Terrain Using Wind Tunnel and CFD Models
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초록
자연지형에 의한 기류 변화를 CFD 모델과 풍동실험을 통하여 비교 연구하였다. 해안에 인접한 남부 산악지형을 대상으로 풍동실험과 몇 종류의 CFD 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 사용한 CFD 모델은 2 가지로, 하나는 LES 난류모델을 사용하는 가상경계기법을 활용한 유한체적법(Finite Volume Method, FVM) 코드와 또 하나는 4 가지 RANS 난류모델이 선택사양으로 제공되는 상업용 CFD 모델이다. 지형에 의해 풍속이 증가되는 지점과 감소되는 지점에서 수직풍속분포를 직접 비교하고 상관도를 구하였다. CFD 모델과 풍동실험과의 상관도()는 0.890 ~ 0.965로 매우 높게 나타났으며, CFD 모델 중 VBM LES CFD 모델은 상관도 0.965로 나타나 풍동실험을 가장 잘 모사하는 것으로 분석되었다.
Abstract
Winds over a complex terrain were analyzed using wind tunnel and several computational fluid dynamics (CFD) models. A mountain area adjacent to a shoreline was chosen in a Southern Korea Peninsula for study. Two different CFD models were used for simulating flows: one is an FVM code with Virtual Boundary Method(VBM) using LES for sub-grid turbulence, and the other is a commercial package implemented with 4 different RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equations) turbulence models. The CFD simulations were compared with wind tunnel data at several locations where wind speeds were greatly enhanced or reduced due to the surrounding topographic features. The agreement between the CFD simulations and the wind tunnel experiments were good, the correlation coefficients ranging 0.890 ~ 0.965. The FVM code was excellent of which correlation coefficient was 0.965.
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