공기력에 미치는 어드미턴스 효과를 고려한 공간상 변동풍속 생성
Simulation of Spatially Distributed Wind Velocity Fluctuations Considering Admittance Effect on Aerodynamic Forces
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초록
이 논문에서는 제 2 진도대교를 대상으로 교량 거더에 작용하는 변동풍속을 생성하였다. 변동풍속 시간이력 생성 시 주어진 풍속 스펙트럼, 평균풍속, 난류길이와 난류강도를 목표 값으로 설정하고, ARMA 기법을 이용하여 변동풍속을 생성하였다. 생성된 변동풍속의 초기 조건, 코히어런스, 자기/상호상관함수를 목표 값과 비교하여 변동풍속의 사용 적정성을 판단하고, 기대한 만큼의 공간/시간상관도가 고려되고 있는지 확인하였다. 검토 결과 변동풍속 시간이력 샘플의 난류 특성과 상관도 모두 목표치를 만족하고 있어 적합함을 보였다. 또한 변동풍속 생성 시 변동풍속 성분에 의한 동적 공기력 변화 효과를 고려하기 위해 공력 어드미턴스 함수를 도입하여 주파수에 의존적인 어드미턴스 효과를 고려한 시간이력 샘플을 생성하였다. 공력 어드미턴스 함수를 도입하여 생성된 변동풍속을 통해 시간영역 버페팅 해석으로도 주파수별 난류의 공기력 저감 효과가 고려된 풍응답을 산정할 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
This study is aiming to simulate the wind velocity fluctuations along the girder of the 2nd Jindo Bridge. Time series of wind velocity fluctuations were simulated based on given spectra, mean wind velocity, turbulence length and intensity using ARMA method. Simulated wind velocity fluctuations were examined by comparison with the target properties such as the spectral density functions and the spatial/temporal correlation. Both parameters showed a good agreement. The aerodynamic admittance function was also introduced in order to consider the reduction of aerodynamic forces due to the fluctuation components in wind velocity. The use of the generated wind velocity samples is expected to enable the consideration of frequency dependent aerodynamic admittance effect in a time-domain buffeting analysis.
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