지리정보시스템을 이용한 태풍 위험 평가

이승수,장은미,Lee, Sung-Su,Chang, Eun-Mi 한국공간정보학회 2009 한국공간정보학회지 Vol.17 No.2

최근 10년간 발생한 자연재해 중 태풍의 피해는 전체의 60%를 넘을 정도로 풍수해의 피해는 막대하며, 지속적 산업화와 개발로 인해 피해 규모 역시 매년 1조원 이상을 상회하고 있어, 자연재해에 대한 피해 경감 노력이 매우 요구되고 있다. 이를 위하여 최근 풍수해의 피해를 사전에 예측함으로써 예방 및 대비는 물론 재해 발생에 따른 응급 대응 및 복구의 효율성을 제고를 목적으로 과학적 방법론 개발 및 연구가 진행되고 있다. 태풍에 의한 피해 예측은 위험도 (Hazard)의 추정, 피해 대상 자료의 구축 (Inventory) 및 피해대상의 취약도 (Fragility)의 세 가지 요소를 이용하여 수행되는 것이 일반적이다. 위험도는 자연재해의 특성인 강우, 풍속 등을 물리적으로 모델링함으로써 추정할 수 있으며, 피해 대상 자료는 공공 및 사유 시설물을 총 망라함으로써 피해의 사회, 경제적인 피해 규모 예측에 활용된다. 각각의 피해 대상이 위험도에 따라 갖는 취약도는 최종 피해 및 손실 규모의 평가 자료로 이용된다. 이때 위험도의 추정 및 피해 대상자료의 구축을 위한 핵심적인 방법론으로서 지리정보시스템의 활용이 크게 요구된다. 따라서 본 연구에서는 태풍 피해 예측을 위한 자연재해 위험성 평가 방법론에 있어서 매우 중요한 요소인 고도 및 자연 지형, 지표의 특성 및 활용도, 피해 대상인 인공 시설물 등의 자료 항목을 분류하여 지리정보시스템을 활용한 태풍 위험 평가 방안을 제시하였다. Damages from typhoon events have contributed more than 60 percent of total economic and social loss and the size of loss have been increased up to 800 million dollars per year in Korea, It is therefore necessary to make an effort to mitigate the loss of natural disasters. To facilitate the evaluation of damages in advance and to support the decision making to recover the damages, scientific methods have been adopted. With the effort, GIS data can provide various tools. Three components of hazard mapping are estimation of hazard, inventory for vulnerable features, and fragility of each feature. Vulnerability of natural disaster can be obtained by relation between loss and meteorological data such as precipitation and wind speed. Features can be categorized from other GIS data of public facilities and private properties, and then social and economic loss can be estimated. At this point, GIS data conversions for each model are required. In this study, we build a method to estimate typhoon risk based on GIS data such as DEM, land cover and land use map, facilities.

샌드위치 패널을 적용한 산업시설물에 대한 태풍 위험도 평가

이승수,함희정,Lee, Sung-Su,Ham, Hee-Jung 대한건축학회 2011 대한건축학회논문집 Vol.27 No.1

In this paper, a fully coupled probabilistic framework is developed to assess regional wind risk of the sandwich panel installed industrial buildings through convolution of the typhoon hazard and building fragility models. The framework is designed with two methodologies. First, data of the typhoon affecting Korean peninsula from 1951 to 2005 are analyzed and then six climatological characteristics of the typhoons are formulated to generate local wind speeds by using a Monte Carlo simulation method. Second, the Monte Carlo simulation technique is also implemented to develop the fragility of buildings by comparing a relation between statistics of wind loads and resistances of building claddings. The developed framework in this paper clearly shows different risk levels of the buildings in different geographical locations and terrains. The framework above can be used to evaluate new and existing building products, model the uncertainties that are inherent to the prediction of building performance, and manage the risk that is consequent to these uncertainties economically.

뇌우 동반 돌풍의 시공간분포 분석

이승수,김준영,Lee, Sung Su,Kim, Jun Yeong 한국공간정보학회 2013 한국공간정보학회지 Vol.21 No.4

본 연구는 2002년부터 2009년까지 국내에서 발생한 돌풍에 대한 시계열 및 공간분포를 분석하였다. 태풍 기간 동안에 발생한 돌풍에 대해서는 제외하였으며, 지형에 의한 풍속 할증 효과는 KBC 2005 기준을 적용하여 보정하였다. 분석 결과, 돌풍 발생 빈도는 해안지역을 따라 높은 빈도가 나타났으며, 대상 기간 중 최대 286회의 발생 빈도를 보였다. 본 연구에서는 뇌우에 의한 돌풍과 종관 기상에 의해 발생한 돌풍의 시계열 분포의 비교를 통해 뇌우에 의한 돌풍의 불확실성이 높음을 확인하였다. 또한 누적운량과 뇌우 돌풍의 공간적 상관분석을 통해 두 인자간 높은 상관관계가 있음을 근거로 하여 돌풍에 대한 공간적 위험도를 평가하는데 활용할 수 있음을 제시하였다. This study presents the analysis of temporal and spatial distribution of occurrences of wind gust over Korea from 2002 to 2009. The events during typhoons are excluded and the topographical effects on the wind speed are also corrected using KBC (2005). As the results, the frequency of the occurrences is as high as 286 and the higher occurrences appear mainly along the coastal area. This study also shows that the uncertainty of the appearance of wind gust during thunderstorm is much higher than in synoptic wind by comparing wind speed records for both events. This study also found that the spatial distribution of cumulative cloud quotient is closely correlated to that of occurrences of thunderstorm wind gust, which suggests the possible utilization of the cloud quotient as weighting factors in assessing wind gust risk.

3차원 CAD를 이용한 축류 송풍기 모델링 자동화 기술 개발

이승수 ( Sung Su Lee ),김학선 ( Hak Sun Kim ),천승현 ( Seung Hyun Chun ) 충북대학교 산업과학기술연구소 2003 산업과학기술연구 논문집 Vol.17 No.1

유동장 밀도 변화가 구 후류에 미치는 영향

이승수(Sung Su Lee) 충북대학교 산업과학기술연구소 2001 산업과학기술연구 논문집 Vol.15 No.2

N/A

화재 전산 모사를 위한 전처리 프로그램 개발

이승수 ( Sung Su Lee ),이동현 ( Dong Hyun Lee ),구혜윤 ( Hye Yun Ku ),박수미 ( Su Mi Park ) 충북대학교 건설기술연구소 2005 建設技術論文集 Vol.24 No.2

청주시 유역 소하천 조사 분석

이승수 ( Sung Su Lee ),이동신 ( Dong Shin Lee ),박성열 ( Seong Ryeol Park ),최상미 ( Sang Mi Choi ),김현진 ( Hyun Jin Kim ),이하늘 ( Ha Neul Lee ),김이슬 ( I Seul Kim ) 충북대학교 건설기술연구소 2010 建設技術論文集 Vol.29 No.2

경계 비사상법을 이용한 전산 유동 해석

이승수 ( Sung Su Lee ),이영규 ( Young Kyu Lee ),김학선 ( Hak Sun Kim ) 충북대학교 산업과학기술연구소 2005 산업과학기술연구 논문집 Vol.19 No.1

비선형 점성유체의 다상유동 모형을 이용한 용암류 전산해석

이승수(Lee Sung su),황규관(Hwang Kyu kwan) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.2

용암은 용융된 암석이 분출되어 지표면을 흐르는 현상으로써 높은 온도와 점도 등에 의해 주변 지형과 인류에게 막대한 피해를 유발할 가능성이 있는 자연재해다. 이때 용암의 물리적 성질은 온도에 따라서 점성이 변하는 비선형적 거동 특성을 보인다. 이러한 극한 온도 상태에서의 유동흐름은 실험으로 추정하는데 한계가 있으므로 수치적 접근 방법에 의해 다수 연구가 수행되었다. 이에 본 연구에서는 소스가 공개된 전산유체해석 기법인 OpenFOAM을 이용하여 용융된 암석이 시간에 따라서 분출되는 비정상 흐름현상에 대해서 수치해석을 수행하였다. 여기서 사용된 수치해석 기법은 이상유동으로 유체의 자유표면을 추적하는 VOF기법을 적용하였으며, 용암의 점성은 비선형 점성 모델인 Herschel-Bulkley 유체를 적용하였다. 이와 같은 수치해석에 의한 용암의 거동을 정량적으로 평가하기 위해서 2001년 분화한 이탈리아의 에트나 화산의 용암류의 관측치를 대상으로 용암의 이동거리, 두께, 확산범위 등을 비교하였다. Due to high temperature and viscosity, lava flow can cause large-scale damage on surrounding terrain and humanity. It is formed by molten rocks when magma in volcano is erupted out of its chamber beneath earth surface. The physical property of lava is the nonlinear behavior of viscosity of molten rocks with the influence of temperature-varying properties. Because of this, experimental estimation in the laboratory is nearly impossible. Thus many efforts have been carried out to numerical approach but mostly numerical method is little availability. This study presents a numerical approach to simulate the unsteady flow of molten rocks effusing from a vent using open source code of computational fluid dynamics utility called OpenFOAM with two phase modeling for lava and surrounding atmosphere. The viscosity of lava flow is simulated the Bingham plastic or Herschel-Bulkley model. In order to validate the numerical method, we carried out the quantitative evaluations including the extent of damage, travel distance and thickness of the lava flow at Mt. Etna, Italy.

가설중 장대교량의 내풍 위험도 평가 방안 연구

이승수 ( Sung Su Lee ),엄정아 ( Jeong Ah Um ) 충북대학교 건설기술연구소 2016 建設技術論文集 Vol.35 No.1

Davenport 가 바람은 장대교량의 강력한 적이라고 밝혔듯이, 교량구조공학은 예측 불가능한 풍하중을 극복하기 위해 많은 노력을 필요로 하고 있다. Tacoma Narrow Bridge의 붕괴사고 이후 장도교량의 동적 안정성에 대한 많은 연구가 진행 되고 있으나, 설계기준의 통계적 접근방법 안에 있는 불확실성이 발생 가능한 사고와 피해를 내포하고 있다. 바람과 연관된 새해의 발생 가능성을 줄이기 위한 많은 노력이 공용중인 다리에 집중될 동안, 가설중인 교량에는 거의 전무한 상태이다. 대부분의 교량 설계 기준은 공용중일 때 보다 짧은 가설기간을 위한 재현기간 풍속을 제시하며, 동적 불안정성의 발생 기준에 대하여 명확한 기준이 정립되어있지 않다. 많은 사고의 발생에도 불구하고 바람에 의한 공사의 피해와 지연은 현장에서의 많은 이유로 인해 명쾌하게 정의되지 않았다. 강한 바람과 태풍이 빈번하게 발생하는 해안 지역에 다리가 건설되면서 건설중인 장대교량이 취약한 것은 분명해졌다. 분명하고 정량화된 방법론의 부재가 동기가 되어 가설중인 장대교량의 바람과 연관된 재해의 가능성을 평가하기 위한 장대교량의 취약성을 본 논문에서는 실험측정 및 기상관측의 통계적 방법을 이용하여 정량화하고자 한다. As Davenport defined that wind is the ultimate enemy of long-span bridges, structural engineering for bridges has been through enormous amount struggle and efforts to overcome undetermined and unknown loading caused by wind. Since the collapse of Tacoma Narrow Bridge, quantum leap has been made in bridge design practice in analyzing dynamic loading and stability: however, uncertainty lying underneath the statistical approach in design code implies probable accidents and damages on the bridges. While much of the efforts to reduce the possibility of wind-related disaster have been put into the bridges in use, less attention has been paid to the bridges under construction. Most of the bridge design code merely proposes wind speed for construction phase with return period shorter than that for bridges in use and unclear criteria for determination of dynamic instability. Even though occurrences of accidents, damage and delay of construction caused by wind have not been explicitly compiled due to many reasons in practice, it is obvious that a lot of long-span bridges under construction are vulnerable to wind since they have been constructed in coastal region where strong winds and tropical cyclones frequently occur. Motivated by lacking of clear and quantified methodology for assessing the possibility of wind-related disaster of long span bridges under construction, this paper intends to quantify the vulnerability of the long span bridge by using a statistical approach of experimental measurements and meteorological observations.