Abstract
Anemometer is a meteorological instrument that measures wind direction and wind speed in real time, and is mounted to the cranes that are used at ports, shipbuilding yards, off-shore structure, or construction sites that are influenced by wind, and it is used in conjunction with the safety system. Load cell-type anemometer measures the wind direction through the ratio of load between 4 positions by mounting the thin plate to 4 load cells, and measures wind velocity through the summation of loads. According to previous research, the load ratio between two adjacent windswept with respect to the wind direction has unstable value due to vortex around windswept. This causes the result that increases an error on the wind direction. In this study we compared and analyzed the difference between the load ratio with respect to three type windswept shapes in order to suggest the proper windswept shape to reduce this error. The computational fluid flow analysis is carried out with ANSYS CFX to analyze the load ratio between three windswept shapes. Wind direction was adopted as the design variable, and selected 9 wind direction conditions from $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$ with $11.25^{\circ}$ interval for computational fluid flow analysis.
풍향풍속계는 실시간으로 풍향과 풍속을 측정하는 기상관측기구로서 바람의 영향을 많이 받는 항만, 조선소, 해상구조물, 또는 건설현장에서 사용되는 크레인에 장착되어 작업가능 여부를 알리거나 전도 사고를 예방하기 위한 안전시스템과 연동되어 사용된다. 로드 셀형 풍향풍속계는 4개의 수풍부에 연결된 로드 셀의 하중 합을 이용하여 풍속을, 하중 비를 이용하여 풍향을 측정한다. 선행연구에 따르면, 풍향에 따른 인접한 두 수풍부의 하중 비는 날개 주위에 와류로 인해 불규칙한 값을 보이게 되며, 이는 풍향 오차를 증가시키는 원인이 된다. 본 연구에서는 이러한 오차를 줄이기 위하여 세 가지 수풍부 형상에 따른 하중 비를 분석하고, 오차를 줄일 수 있는 수풍부 형상을 제시하고자 한다. 수풍부 형상에 따른 하중 비를 비교하기 위해 ANSYS CFX를 사용하여 유동해석을 수행하였으며, 설계변수로 0도에서 90도까지 11.25도 간격으로 9가지 풍향조건을 설정하였다.
