최근 일본의 건축구조기준(AIJ 2015)에서는 CFD 해석을 통한 풍하중 산정을 허용한 바 있다. 이는 컴퓨터의 연산 능력 향상 및 CFD 해석 이론의 발전으로 인해 해석의 결과가 풍동실험의 결과와 유사한 수준에 도달하였음을 뜻한다. 본 연구에서는 먼저 CFD 해석의 이론적 배경을 살펴보고, 일본의 건축구조기준 및 유럽의 과학기술연구 프로그램인 COST에서 권장한 CFD 해석 절차를 토대 로 해석을 진행하였다. 해석 결과의 신뢰성을 검증하기 위해 Tokyo Polytechnic University에서 제공하는 풍동실험 데이터를 사용하였 고, 해석과 실험의 유사성을 평가하기 위하여 형상비가 3, 4, 5일 때의 풍방향하중을 비교하였다.

In this paper, the mean and fluctuating pressure coefficients derived from the results of wind tunnel tests on closed and open dome roofs were analyzed. The distribution characteristics of the fluctuating pressure according to the opening ratio and the height change were discussed. The analysis results showed that when the roof is open, the overall wind pressure decreases due to the open space, but more fluctuation occurred than the closed dome roof.

The biggest impact on the cladding design of buildings is wind loads. Wind tunnel tests were conducted to examine the applicability of current wind load standards about membrane retractable roof spatial structure. A dome model with a circular shape that is retractable to the center of the dome was made (Opening ratio = 0, 10, 30, 50). In addition, height adjustable turntables were made and tested with five patterns with H/D = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5. The maximum wind pressure coefficient and the minimum wind pressure coefficient for the cladding were analyzed and the experimental wind pressure coefficient were compared with the current wind load standards, KBC2016 and AIJ-RLB(2015). The experimental value and the reference value of the enclosed roof were very similar and showed possibility of application, but opened roof case was found that the reference value was underestimated.

Spatial Structure has suffered from a lot of damage due to the use of lightweight roofs. Among them, the damage caused by strong winds was the greatest, and the failure of the calculation of the wind load was the most frequent cause. It provides that wind tunnel test is used to calculate the wind load. However, it is often the case that the wind load is calculated based on the standard of wind load in the development design stage. Therefore based on this, the structure type and structural system and member design are often determined. Spatial structure is usually open at a certain area. The retractable roof structure should be operated with the open roof in some cases, so the wind load for the open shape should be considered, but it is not clear on the basis of the wind load standard. In this paper, the design wind pressure of a closed and retractable roof structure is calculated by KBC2016, AIJ2004, ASCE7-10, EN2005, and the applicability of wind pressure coefficient is compared with wind tunnel test.

인삼은 반음지성 식물로 해가림을 위해 지붕 및 벽에 해가림막 시설이 필요하다. 하지만 해마다 강해지는 강풍이나 태풍으로 인해 많은 농가시설물이 피해를 입고 있으며, 특히 인삼재배시설의 경우 시설물이 길게 하나로 연결되어 있어 피해가 크다. 이러한 피해를 방지하기 위해서는 인삼재배시설에 가해지는 풍하중을 평가하여 그것에 견딜 수 있도록 내풍설계를 해야 한다. 이 연구에서는 관행식과 후주연결식 인삼재배시설의 구조골조에 대한 풍하중을 산정하기 위해 필요한 지붕 및 벽 해가림막의 순압력계수를 풍동실험을 통해 정량적으로 평가하였다. 이 연구결과는 인삼재배시설에 대한 내풍설계의 기초자료가 될 것이다.

축사는 비닐하우스 다음으로 자연재해에 취약한 농촌시설물이다. 축사의 경우 측벽 없이 지붕만 있는 형태가 가장 많이 사용되고 있는데, 태풍이 불면 지붕 전제가 날아가 많은 피해가 발생하는 실정이다. 그래서 농가에서는 태풍피해예방을 위한 측벽에 윈치 커튼설치하여 피해를 예방하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 측벽 개방에 따른 축사지붕에 위치별 풍압 계수 분포특성에 대해서 알아보고자 한다. 측벽유무에 관계없이 축사지붕면의 피크외압계수분포에서 풍향각 0˚로 불어오는 방향에 대해서 불리하게 작용하고 있는 것을 알 수 있다. 그러나 측벽의 유무에 따라 피크외압계수가 풍향각과 처마의 길이에 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다.

중정형 건축물의 중정측 외장재 설계를 위한 외압계수분포 특징을 알아보기 위해 풍압실험을 실시하였다. 본 연구를 위하여 형상비와 중정의 폭을 변화시킨 4개의 모형을 제작하였으며, 풍동실험은 금오공과대학교 토출식 경계층풍동에서 실시하였다. 본 연구의 결과로부터 중정측의 외압계수는 건물외측의 외압계수보다 감소하는 것으로 나타났다.

국내 전체 시설원예에서 파이프 골조로 시공된 비닐하우스가 99.2%이며 구조적으로 취약한 단동형 유리온실이 대부분이다. 이에 현재 국내에서 사용하고 있는 단동형 연통형 단동형 3개로 구성된 배치형 비닐하우스의 지붕면에 대한 피크외압계수에 대해서 알아보고자 한다. 실험결과 단동형이 연동형보다 30%정도 큰 피크외압계수로 분포하고 있었다. 배치형 비닐하우스의 지붕면 피크외압계수도 3개동 모두에서 단동형보다 크게 20-30%정도 크게 분포하고 있었다.

지붕경사각에 따른 박공형 저층건축물의 외압계수 분포특징을 알아보기 위하여 풍동실험을 실시하였다. 본 연구를 위하여 서로 다른 경사각을 가지는 7개의 모형을 제작하였으며, 풍동실험은 금오공과대학교 소재 토출식 경계층 풍동에서 실시하였다. 경사각 변화에 따른 박공지붕형 저층건축물의 외압계수 분포특징을 알아보기 위하여 용마루 직각방향과 용마루 평행방향에 대하여 분석하였다.

멤브레인 여과 실험에서 얻어진 데이터 처리에 간단한 수치해석을 적용하여 삼투압(osmotic pressure) 과 구배확산계수(gradient diffusion coefficient)를 도출하는 새로운 방법론을 제시하였다. 삼투압과 구배확산계수는 이론 및 실험적으로 쉽게 구할 수 없는 물리적 특성치로서 멤브레인 여과의 특성 규명에 중요하다. 모델 라텍스 콜로이드의 여과시간에 따른 투과플럭스(permeate flux) 값과 이에 대한 수치적분과 수치미분 데이터로부터 분산된 입자농도의 함수인 삼투압 관계식을 구했다. 이로부터 계산된 열역학적 계수(thermodynamic coefficient)는 입자농도가 증가할수록 감소하는 거동을 보였고, 여기에 기존에 제시되어 있는 수력학적 계수(hydrodynamic coefficient)를 도입하여 구배확산계수를 산출하였다. 아울러, 본 연구에서 계산된 입자농도에 따른 구배확산계수의 결과와 동일한 멤브레인과 라텍스 콜로이드의 여과에 대해서 기존에 통계역학적 시뮬레이션으로 예측한 결과를 비교하였다.

On the slamming analysis of ship design the data for the impact pressure acted on the forward bottom of a ship are needed. Furthermore impact pressure is given by the function of both the hull form coefficient and relative velocity. In this papper. a simplified method to estimate hull form coefficient by perso;,al computer (p. c.) is studied. This numerical analysis was applied to the model of the Mariner type. and then the result by the p. c. was compared with that by IBM 7090 computer. Main results obtained are as follows: 1. The result by the developed p. c. method had fairly good agreement with that by conventional large computer (IBM 7090) within 2% error. 2. This developed method' by p. c. may be applied to the initial estimation of the K-value because of the close agreement between the ship lines by the results of p. c. and that of input.