격자를 이용한 와류진동 평가용 낮은 난류강도의 바람 생성
Grid-generated Wind with a Low Turbulence Intensity for the Estimation of Vortex-Induced Vibration
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초록
풍동 내 난류를 생성하기 위해서는 난류격자를 사용한 수동적 방법이나 난류발생장치를 활용한 능동적 방법을 활용한다. 그 중 격자에 의한 방법은 상대적으로 손쉽게 다양한 크기의 난류강도를 구현할 수 있다. 격자에 의해 생성된 난류의 강도는 격자요소의 크기, 격자요소의 간격, 격자로부터 측정점까지의 거리에 좌우된다. 단일 격자요소에 의해 발생된 난류에 대하여 세 가지 요소의 효과를 먼저 분석하였다. 격자의 크기가 커질수록, 격자요소 간의 간격이 가까워질수록, 그리고 격자로부터 측정점의 거리가 가까울수록 난류강도가 상승하는 경향을 확인하였다. 1m의 폭을 갖는 풍동에서 측정점 기준 좌우 350mm 내의 범위에 대해 측정된 난류는 적정 수준의 균질성도 확보하고 있었다. 교량 거더의 연직 와류진동을 평가하기 위해 필요한 수준의 연직 난류강도를 2.5%로 보고 이와 같은 낮은 수준의 난류강도를 구현할 수 있는 격자를 제작하였으며, 그 과정에서 파악된 현상 등을 제시하였다.
Abstract
Wind turbulences can be generated in a wind tunnel by two different ways, i.e., a passive method using a grid and an active method using a turbulence generator. The grid-generated turbulences have been conveniently utilized in many cases by simulating various levels of turbulence intensities. The dominant factors affecting the generated turbulence intensities shall be the size of grid elements, gap distance between elements and the distance from the grid to the testing point. The effect of these three factors was estimated for a single grid element at the beginning. It is confirmed that the turbulence intensity increased as the size of grid element increased. The turbulence intensity also increased as the gap distance between grid elements as well as the distance between the grid and the testing point decreased. The homogeneity of the turbulence intensity was also confirmed for the cross-section of the wind tunnel up to 350mm width from the center of the 1m-wide wind tunnel. The 2.5% level of turbulence intensity was successfully realized with the grid for the purpose of the evaluation of vortex-induced vibration of bridge decks. The observations during the development of such a low-level turbulence intensity are discussed.
참고문헌 (5)
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- 김희덕, "Wind-induced vibration with limited-amplitude of bridge girder sections in turbulent flows", 박사, pp.1992
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