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GIS 자료를 활용한 신축 건물 주변 지역의 흐름 변화 연구
A Study on the Flow Changes around Building Construction Area Using a GIS Data 원문보기

대한원격탐사학회지 = Korean journal of remote sensing, v.34 no.6 pt.1, 2018년, pp.879 - 891  

문다솜 (부경대학교 지구환경시스템과학부) ,  김재진 (부경대학교 지구환경시스템과학부)

초록
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본 연구에서는 GIS 자료와 CFD 모델을 이용하여, 도시 재개발 및 건물 신축이 부경대학교 주변의 상세 흐름 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 건설 전 후에 대한 부경대학교 내부와 주변 지역의 상세 흐름을 분석하기 위해, 건설 전 후의 16방위 유입류에 대하여 수치 모의 실험을 수행하였다. 장애물에 의한 마찰이 반영되지 않은 관측 풍속을 유입 경계 조건으로 사용하기 위해, 광안 등표기상관측장비에서 관측한 풍속 자료를 사용하였다. 건물 신축에 의한 부경대학교 내부의 대기 흐름 변화를 분석하기 위해, 건물 신축 이후에 16방위 유입류에 따라 풍속이 변화한 영역을 분석하였다. 동남동풍과 남풍이 부는 경우에 풍속 변화 영역이 넓게 나타났는데, 이는 수치 영역의 동쪽에 건설된 고층 건물과 부경대학교 남쪽에 건설된 아파트 단지와 공학관에 의한 영향이 크게 나타났기 때문이다. 대연 AWS(AWS 942)에서 최대 관측 빈도로 나타난 동풍이 부는 경우, 건설 후에 풍속이 변화한 영역은 비교적 좁게 나타났다. 수치 모의 결과를 통해 도시 재개발 및 건물 신축이 건설 지역의 풍하측 방향으로 멀리 떨어진 지역에도 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, GIS 자료와 CFD 모델이 도시 재개발 및 건물 신축 계획 단계에서 건물 신축 이후의 상세 흐름을 분석하는데 유용함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the effects of urban redevelopment and building construction on the change of the detailed flows around the Pukyong National University (PKNU) campus located in the building-congested area was investigated using a CFD (computational fluid dynamics) model and GIS (geographic informatio...

주제어

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 GIS 자료와 CFD 모델을 이용하여, 부경대학교 대연캠퍼스 주변의 도시 재개발과 건물 신축으로 인한 대기 흐름 변화를 조사하였다. 건물 신축 전·후의 상세 흐름 모의를 위해 16방위 유입류에 대하여 수치 실험을 수행하였고, 유입류 풍속은 건물과 지형의 마찰 효과가 작은 광안 등표기상관측장비에서 관측한 평균 풍속을 사용하였다.
  • 본 연구에서는 GIS 자료와 CFD 모델을 이용하여, 부경대학교 주변 지역에서 진행된 도시 재개발 사업과 신축 건물 건설이 주변 지역의 상세 흐름에 미치는 영향을 조사하였고, 이를 통해 부경대학교 주변 지역의 풍 환경을 평가하였다.
  • 본 연구에서는 도시 재개발 및 건물 신축에 의한 부경대학교 내 풍환경 변화를 분석하기 위해 부경대학교 내부의 풍속 변화 영역이 크게 나타난 동남동풍과 남풍에 대한 상세 흐름을 분석하였고, 대연 AWS 지점에서 관측된 최대 빈도 풍향인 동풍에 대하여 상세 흐름을 분석하였다.

가설 설정

  • 건물 신축 전·후의 상세 흐름 모의를 위해 전산유체역학(CFD)모델을 이용하여 수치실험을 수행하였다. 본 연구에서 사용한 CFD모델은 3차원, 비압축, 비정수 흐름계를 가정하고 Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS)방정식 계를 가정한다. 엇갈림 격자계(staggered grid system)에서 유한체적법(finite volume method)과 SIMPLE(semi-implicit method for pressure-linked equation) 알고리즘을 이용하여 지배 방적식 계의 해를 수치적으로 계산한다.
  • 본 연구에서는 중립 대기를 가정하여 Castro and Apsley(1997)가 제안한 바람(U, V, W), 난류운동에너지(k), 난류운동에너지 소멸률(ε)의 연직분포를 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
급격한 도시화로 인해 발생한 문제는? 우리 나라는 급격한 도시화로 인해 도시 지역의 인구 밀도가 점차 높아지고 있고, 도시 구조와 기능이 매우 빠르게 변화하고 있다. 이와 같은 변화는 도시 지역의 주거지 부족 문제를 유발해 왔다(Kang, 2017). 이를 해결하기 위해서, 도시 지역에서는 노후한 건축물이 밀집한 지역의 주택 재개발 사업을 추진해 왔으며, 특히, 해안이 인접한 지역에서는 매립지 건설을 통해 주거 지역을 조성하는 사업이 수행되었거나, 진행되고 있다(Kwon and Cho, 2000).
전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델의 특징은? 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델은 초고해상도(수 m ~ 수십 m)의 격자 체계를 채용하고, 건물이나 상세 지형을 직접 분해할 수 있기 때문에 복잡한 도심 지역의 상세 흐름 모의에 적합하다(Baik et al., 2003; Kwak et al.
GIS 자료와 CFD 모델을 활용 가능한 분야는? 또한, 상세 지형과 건물을 고려할 수 있는 GIS 자료와 CFD 모델은 도시 재개발과 건물 신축에 의한 주변 지역 상세 흐름 변화를 분석하는데 유용한 수단임을 확인하였다. 이는 도시 재개발 또는 대규모 건물 신축에 따른 대기환경영향평가에 GIS 자료와 CFD 모델이 유용하게 사용될 수 있음을 시사한다. 향후에는 본 연구에서 고려한 영역을 대상으로, 최근 문제가 되고 있는 아파트 단지와 건물 신축이 도로에서 배출되는 오염물질의 확산에 미치는 영향에 관한 연구를 수행하고자 한다.
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