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pp.67-72
국내 자연재난 피해의 50%는 태풍에 의해 발생하며, 최근 태풍에 동반된 강풍에 의한 인명 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 재난 피해 저감을 위한 재난 안전 교육의 일환으로 국내의 강풍체험시설은 대부분 제한된 공간에 설치되어 체험을 위한 내부 유동장의 효과적 설계가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용하여 강풍 체험장의 내부 유동장을 해석하였으며, 내부 구조 형상으로 인해 발생하는 압력 저항을 공간 저항으로 정의하였다. 기존 강풍 체험장에 대한 분석 결과 기존의 수평 방향 풍로 구조로 인해 매우 불균질한 내부 유동장이 형성되고 큰 공간 저항이 발생함을 확인하였다. 이를 개선하기 위하여 풍로를 수직 방향으 로 변경함으로써 공간 저항을 80% 가까이 감소시킬 수 있음을 확인하였으며, 체험장 내부 유동장의 균질도도 크게 향상되어 실질적 강풍 체험장 구현이 가능함을 확인하였다.
Increase in fatalities and injuries incurred by strong wind has recently observed in particular during typhoons which are responsible for about half of natural disasters in Korea. There are tens of disaster experience facilities in Korea for the purpose of disaster-safety education, which in general include experience wind tunnels. In order to satisfy required performance of the facility, it is essential to design the efficient wind tunnels which are usually allowed only for limited spatial capacity. This study presents the results of computational analysis of flow field inside the experience wind tunnel and spatial resistance parameter as a performance index of the facility. The analysis was carried out by using computational fluid dynamics (CFD) and, the velocity and pressure fields were analyzed. The results show that existing wind tunnel with U-shape wind pathway on the horizontal plane generated high nonuniformity in flow field as well as high spatial resistance. This study suggested a new configuration of the facility by placing the wind pathway on the vertical plane, which greatly increased the uniformity of the flow inside and reduce the spatial resistance.
요 약
I. 서 론
II. 내부 유동 특성 분석 및 최적화 기법
2.1 공간 저항 계수
2.2 유동 지배방정식
2.3 난류 모형 및 수치해석기법
2.4 최적화 방안
III. 기존 체험장 내부 유동 특성 분석
3.1 체험장 공간 전산 모형과 경계조건
3.2 내부 풍속 계측
3.3 CFD에 의한 체험장 내부 유동 해석
IV. 체험장 내부 유동 개선
4.1 개선 모형
4.1 공간 저항 비교
4.2 개선된 체험장 내부 유동 특성
4.3 개선된 체험장 내부 압력 및 풍속 변화
V. 결 론
참고문헌
