A Study on the Detailed Wind Characteristics around the Ulleungdo Automatic Synoptic Observing System Using a CFD model with Nesting method

Abstract

본 연구는 둥지화 기법을 적용한 CFD 모델을 이용하여, 도서 지역의 복잡한 지형이 국지적 흐름 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 본 연구의 대상 영역인 울릉도는 지면 경사가 급하고 산맥들이 복잡하게 분포하기 때문에 지형에 의한 흐름 변화가 크게 나타날 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 둥지화 기법을 적용한 CFD 모델을 이용하여 울릉도 전역을 포함하는 영역에 대한 상세한 수치 실험을 수행하였다. 상세한 흐름을 분석하기 위하여, 16개 유입 풍향에 대해 6개 유입 풍속(U_ref = 5, 10, 15, 20, 25, 30 m s-1)을 설정하였다. 둥지화 기법을 적용하기 위하여, 울릉도 전역에 대한 총 96회의 수치 실험 결과를 울릉도 ASOS 주변 지역을 포함하는 수치 실험의 초기 및 경계 입력 자료로 사용하였다. 이러한 수치 실험 결과를 바탕으로 울릉도의 복잡한 지형이 울릉도 ASOS 주변 지역의 흐름 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 수치 실험 결과를 이용하여 울릉도 ASOS 지점에서의 바람 장미를 재현하였고, 이를 울릉도 ASOS 관측 바람 장미와 비교하였다. 비교한 결과, 수치 모의된 바람 장미와 울릉도 ASOS 관측 바람 장미에서 가장 빈도가 높은 풍향과 풍속 구간이 유사하게 나타났다. 이는 둥지화 기법이 적용된 CFD 모델이 울릉도 ASOS 관측 자료에 포함된 국지적인 지형 특성을 잘 반영하였음을 나타낸다. 향후, 둥지화 기법을 적용한 CFD 모델을 이용하여, 복잡한 지형 특징을 가지는 지역에 대한 상세한 흐름 모의가 가능할 것으로 예상된다.