복잡지형 주위 대기 안정성에 따른 유동 특성에 관한 연구
The Effects of Atmospheric Stability on Flow Structure around a Complex Terrain
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초록
실제 대기경계층 내에 놓인 언덕 지형 주위 유동은 단순 모델을 적용한 풍동 실험이나 수치해석 결과와는 큰 차이가 발생한다. 승학산은 풍향각에 따른 협곡, 매우 가파른 언덕 및 급격한 언덕을 지나는 유동의 후류 특성 등에 대한 여러 가지 지형적 특징을 지니고 있다. 이와 같은 유동 특성을 분석하기 위해 50m 높이의 기상 타워를 설치하여 30m, 40m, 50m 에서의 풍속 및 풍향을 각각 10분 평균으로 측정하였다. 경계층 풍속 분포 측정 결과, 급격한 언덕을 가진 풍향각에서는 큰 구배를 가지는 풍속 분포가 측정되었다. 특정 풍향각에 대하여 난류강도 분포가 협곡과 가파른 언덕에서 큰 값을 관찰할 수 있었으며, 프로파일 법으로 계산된 표면조도 역시 지형적인 특성으로 인한 경계층 풍속 분포를 효과적으로 나타내었다. 반면 시간적으로 분류된 대기안정성이 유동에 끼치는 영향은 복잡한 지형적 특성으로 인해 열유동 현상이 크게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다.
Abstract
Field measurements around hilly terrain under atmospheric environment are so different from the model-scale prediction such as wind tunnel experiment or numerical simulation with turbulent model. We are aiming to predict the flow over a complex mountain, Mt. Seung-hak, located in Busan, Korea, which has complex topographical feature - valley, escarpment, ramp, tree, forest and ramp, etc. In order to get a rough idea of flow characteristic, a 50m measurement tower was installed on the top of the mountain and the wind speed and wind direction were obtained at every 10minutes with the height of 30m, 40m and 50m. The results show that high gradient of wind speed appeared at the range of azimuth angle 290°〜310°, which is in steep hilly area. High turbulent intensity is observed at the certain range of azimuth angle 100°〜200°, 290°〜310° and the roughness length from profile method shows the shape of wind speed profile effectively. On the other hand, the effect of atmospheric stability does not indicate dominant phenomena of heat flux due to the characteristic of complex terrain.
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