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| 해안 방재림 조성으로 인한 바람에너지 감소 효과의 정량적 분석 - 임분밀도 대비 소산률 상관식 - |
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신종현, 장세명, 장미나, 이영진, 윤호중 |
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| Quantitative Analysis on the Decrease of Wind Energy from the Composition Effect of the Coastal Forest for Damage Prevention - The Correlation of Dissipation Ratio to Stand Density - |
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Jonghyeon Shin, Semyong Chang, Mina Jang, Youngjin Lee, Hojoong Youn |
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| Abstract |
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The objective of this study is to establish a quantitative method for analyzing wind energy dissipation rate for the assessment of composition effect in the Coastal forest for damage prevention. The dissipation rate is defined as a ratio of the decreased power at the wake to the total incident kinetic energy per unit time for incident air particles. From the field data of East, West, and South sea coasts from Korean peninsula, the three-dimensional shape of tree is modeled with computer-aided design (CAD) technique, and the consecutive numerical analysis is accomplished using computational fluid dynamics (CFD). Numerical results are compared with those of wind tunnel experiment with an aerodynamic test model, reduced but similar, output with a 3-D printer. Consequently, the correlations between tree density and dissipation rate are obtained for the reference fields of each coasts, which was found to regress in the graph of a logarithmic form. |
| Key Words:
Coastal forest; Damage prevention; Navier-stokes equations; 3-D Model |
| 요지 |
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본 연구의 목표는 해안 방재림의 조성 효과를 평가하기 위하여 정량적인 인자로서 바람에너지 소산율을 분석하는 방법을 적립하는 데 있다. 소산율은 입구 공기 입자가 가진 단위 시간당 총 입사 운동에너지 대비 후류에서 감쇠된 동력의 비로 정의 하였다. 한국 동, 서남해안의 대표지로부터 취득한 야장 데이터를 바탕으로 수목들의 3차원 형상을 전산설계 기법으로 모델링 하였으며, 전산유체역학 기법을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 수치 모델과 동일한 형태로 3차원 프린터로 출력한 공력 시험 축소 모델을 사용하여 얻은 풍동 실험 결과와 비교되었다. 연구 결과로서 각 해안의 임분밀도 대비 소산율의 상관관계를 구하였으며, 로그 형태의 그래프로 회귀하는 것을 알 수 있었다. |
| 핵심용어:
해안림; 방재; 내비어-스톡스 방정식; 3차원 모델 |
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