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도로협곡내 보행공간에서 식생에 의한 교통 대기오염 저감효과에 대한 CFD 시뮬레이션 연구 KCI 등재

A CFD Simulation-based Study on Effects of Vegetation Barriers for Reducing the Traffic Air Pollution in Sidewalks of Street Canyon

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/412213
  • DOIhttps://doi.org/10.37109/weik.2021.25.4.171
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한국풍공학회지 (Journal of the Wind Engineering Institute of Korea)
한국풍공학회 (Wind Engineering Institute of Korea)
초록

도로협곡에서의 수목식재에 따른 보도 내 교통유발 대기오염도 변화를 살펴보기 위해 오픈소스 전산유체역학 코드 FDS(Fire Dynamics Simulator)를 사용하여 수목 투과지수, 식재 위치 및 유형에 따른 영향을 조사하였다. 광범위한 시뮬레이션을 통해 1) 관목층 만으로만 구성된 사례, 2) 관목층과 아교목층으로 구성된 사례 및 3) 관목층과 교목층으로 구성된 사례를 포함하는 400개의 시나리오 사례 중 399개 사례에 대해 유효한 데이터를 생성하였다. 분석결과, 보도 위에서 관찰되는 평균화된 정상상태 대기오염 농도는 식재유 형과는 무관하게 수목식재 후 약 10% 이상 감소하는 것으로 나타났다. 가장 큰 대기오염 감소효과는 관목층만으로 구성된 사례에서 관찰되었는데 대략 45%까지 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 감소효과는 차선에서 인도로 대기오염물질을 직접 수송하는 선회류가 관목층에 의해 유리한 방향으로 변형되는 물리적 과정에 기초한다.

The changes of traffic-induced sidewalk air pollution are investigated after trees are planted in a street canyon, using FDS(Fire Dynamics Simulator), an open source CFD(Computational Fluid Dynamics) code. The roles of tree permeability, its planting location, and its shapes are examined. Extensive amount of simulations are carried out to produce 399 sets of valid data out of 400 scenario cases, which include 1) the shrub layer only cases, 2) the small-tree layer over shrub layer cases, and 3) the tall-tree layer over shrub layer cases. The steady state pollution concentrations averaged over the sidewalk planes are reduced more than 10% after the trees are planted, regardless of its planting type. The largest reduction of about 45% is achieved for a shrub layer only case. The vortical flows which transport the pollution materials directly from vehicle lanes to the sidewalk are distorted favorably by the shrub layer, which provide the underlying physical explanations for these reductions.

목차
I. 서 론
II. CFD 해석조건의 구성
    2.1 도로협곡 형상 설정
    2.2 식생모델 설정
    2.3 식재 시나리오의 구성
III. 결과 및 고찰
IV. 결 론
References
저자
  • 김석철(㈜볼트시뮬레이션 대표이사, 공학박사) | Kim, Seogcheol 교신저자
  • 윤정임(㈜볼트시뮬레이션 이사) | Yun, Jeongim
  • 김민경(서울기술연구원 연구위원, 농학박사) | Kim, Minkyung