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- 저자 : 왕장운 ( Jang-woon Wang ) (검색결과 3 건)
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GIS 자료와 지상측정 기상 · 미세먼지 자료에 기반한 수원시 지역의 도시대기환경 특성 연구
왕장운 ( Jang-woon Wang ),한상철 ( Sang-cheol Han ),문다솜 ( Da-som Mun ),양민준 ( Minjune Yang ),최석환 ( Seok-hwan Choi ),강은하 ( Eunha Kang ),김재진 ( Jae-jin Kim ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.6
본 연구에서는 2011년부터 2020년까지 수원시 내에서 측정한 기상과 미세먼지 농도 자료를 이용하여 월별, 연별 기상과 미세먼지 농도의 변화 경향을 분석하였고, 수원시 미세먼지 농도(PM<sub>10</sub>, PM<sub>2.5</sub>)와 기상 인자(풍속, 기온), 도시공간정보(건물부피비, 도로면적비) 간의 연관성을 조사하였다. 도시대기측정소의 도시공간 정보를 산출하기 위해 국토지리정보원과 환경공간정보서비스에서 제공하는 수치지형도의 건물 고도 정보와 세분류 토지피복자료의 도로 정보를 이용하였고, 도시대기측정소를 중심으로 2 km×2 km 영역의 건물 부피와 도로면적을 계산하였다. 기상측정자료를 분석한 결과, 수원시는 주로 서풍과 서북서풍이 우세하게 나타났고, 평균풍속은 봄철에 높았다. 미세먼지 농도는 여름철(7월~9월)에 낮았고 봄철과 겨울철에 비교적 높았다. 연별 추이를 분석한 결과, 대부분의 지점에서 2020년에 미세먼지 농도가 가장 낮았다. 측정 미세먼지 농도는 풍속과 기온과 약한 음의 상관관계를 보였는데, 기온과 PM<sub>2.5</sub> 농도의 상관성이 상대적으로 높았다. 6개 도시대기측정소의 PM<sub>10</sub>, PM<sub>2.5</sub> 평균 농도와 도시매개수의 상관성을 조사한 결과, PM<sub>10</sub> 농도는 도로 배출이나 건물에 의한 지상 풍속 감소의 영향보다는 외부로부터의 유입 영향을 더 크게 받았고, PM<sub>2.5</sub> 농도는 국지적 배출이나 건물에 의한 풍속 감소 영향을 더 크게 받는 것으로 분석된다. We analyzed the monthly and annual trends of the meteorological factors (wind speeds and directions and air temperatures) measured at an automated synoptic observation system (ASOS) and fine particle (PM<sub>10</sub> and PM<sub>2.5</sub>) concentrations measured at the air quality monitoring systems (AQMSs) in Suwon. In addition, we investigated how the fine particle concentrations were related to the meteorological factors as well as urban morphological parameters (fractions of building volume and road area). We calculated the total volume of buildings and the total area of the roads in the area of 2 km × 2 km centered at each AQMS using the geographic information system and environmental geographic information system. The analysis of the meteorological factors showed that the dominant wind directions at the ASOS were westerly and northwesterly and that the average wind speed was strong in Spring. The measured fine particle concentrations were low in Summer and early Autumn (July to September) and high in Spring and Winter. In 2020, the annual mean fine particle concentration was lowest at most AQMSs. The fine particle concentrations were negatively and weakly correlated with the measured wind speeds and air temperatures (the correlation between PM<sub>2.5</sub> concentrations and air temperatures was relatively strong). In Suwon city, at least for 6 AQMSs except for the RAQMS 131116 and AQMS 131118, the PM<sub>10</sub> concentrations were affected mainly by the transport from outside rather than primary emission from mobile sources or wind speed decrease caused by buildings and, in the case of PM<sub>2.5</sub>, vise versa.
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도시 협곡에서 유입류 풍속과 난류 슈미트수에 대한 대기오염물질 확산의 민감도 연구
왕장운(Jang-Woon Wang ),김재진(Jae-Jin Kim) 한국기상학회 2015 대기 Vol.25 No.4
In this study, sensitivity of inflow wind speed and turbulent Schmidt number to pollutant dispersion in an urban street canyon is investigated, by comparing CFD-simulated results to wind-tunnel results. For this, we changed systematically inflow wind speed at the street-canyon height (1.5~10.0 m s<SUP>−1</SUP> with the increment of 0.5 m s<SUP>−1</SUP>) and turbulent Schmidt number (0.2~1.3 with interval of 0.1). Also, we performed numerical experiments under the conditions that turbulent Schmidt numbers selected with the magnitude of mean kinetic energy at each grid point were assigned in the street canyon. With the increase of the inflow wind speed, the model underestimated (overestimated) pollutant concentration in the upwind (downwind) side of the street canyon because of the increase of pollutant advection. This implies that, for more realistic reproduction of pollutant dispersion in urban street canyons, large (small) turbulent Schmidt number should be assigned for week (strong) inflow condition. In the cases of selectively assigned turbulent Schmidt number, mean bias remarkably decreased (maximum 60%) compared to the cases of constant turbulent Schmidt number assigned. At week (strong) inflow wind speed, root mean square error decreases as the area where turbulent Schmidt number is selectively assigned becomes large (small).
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GIS와 CFD 모델을 활용한 건설 현장 방풍벽 설치가 비산 먼지 확산에 미치는 영향 연구
김동주 ( Dong-ju Kim ),왕장운 ( Jang-woon Wang ),박수진 ( Soo-jin Park ),김재진 ( Jae-jin Kim ) 대한원격탐사학회 2018 大韓遠隔探査學會誌 Vol.34 No.5
본 연구에서는 지리정보시스템(GIS)자료와 전산유체역학(CFD) 모델을 사용하여 방풍벽이 건물 밀집 지역에 위치한 공사 지역에서 발생하는 대기오염물질의 확산에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 부산 ASOS에서 10년 동안 관측된 풍속을 평균하여 기준 고도(지상 10 m)에서의 유입류로 사용하였다. 수치 실험은 방풍벽 건설 전과 5 m 및 10 m 높이의 방풍벽을 건설한 후에 대해 16 방위 풍향을 유입류로 진행하였고, 부산 ASOS에서 높은 빈도를 나타낸 북동풍과 남남서풍에 대한 상세 흐름을 분석하였다. 북동풍에서는 북동쪽에서 불어오는 흐름에 의해 비산 먼지가 확산되어 공사 지역 내부에 위치한 감천초등학교에서 대기오염물질 농도가 높게 나타났다. 5 m 높이의 방풍벽을 설치했을 때는 방풍벽 설치 전에 비해 풍속이 조금 감소했고 비산 먼지의 확산이 줄었다. 10 m 높이의 방풍벽을 설치한 경우, 초등학교에서의 평균 대기오염물질 농도는 37% 감소하였다. 남남서풍 유입류에서는 지형과 건물의 영향으로 공사 지역에서 복잡한 흐름 패턴이 형성되었다. 남쪽 공사 지역에서는 비산 먼지가 정체되어 농도가 높게 나타난 반면, 초등학교는 북풍의 흐름에 의해 대기오염물질 농도가 높게 나타났다. 방풍벽 건설 후에는 공사 지역 내부에서 풍속이 감소하면서 공사장 내부 농도는 높아졌지만, 초등학교에서의 농도는 감소했다. In this study, the effects of wind fences on the dispersion of the particles emitted from a constructing site located in the building-congested area in Busan, Korea, using geographic information system (GIS) and a computational fluid dynamics (CFD) model. We averaged the wind speeds observed for 10 years at the Busan automated synoptic observing system (ASOS) and we used the averaged wind speed as the wind speed at the reference height (10 m above the ground level). The numerical simulations were performed for 16 inflow directions, before and after the construction of wind fences with the heights of 5 m and 10 m (total 48 simulations). The detailed flows were analyzed for the northeasterly and southsouthwesterly cases which predominantly observed at the Busan ASOS. In the northeasterly case, high concentration appeared at the elementary school next to the construction site due to transport by the airflow coming from the northeast. In the 5-m wind fence case, the wind speeds were slightly weaker and the spread of the fugitive dust was slightly less than those in the no wind fence case. In the 10-m wind fence case, the dust concentration at the elementary school has the maximum reduction of 37%. In the south-southwesterly case, the flow pattern became complicated in the construction site due to the terrain and buildings. Fugitive dust was stagnant at the south side of the construction site but rather spread to the north, increasing the concentration at the elementary school. After the wind fence was built, the concentrations inside the construction site became high as the wind speeds decreased inside, but, the concentrations in the elementary school rather decreased.
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