본 논문에서는 풍동 내에 설치된 고층 건축물 모형의 정면의 양 모서리에 코너 기류제어기를 설치하고, 코너 기류제어기의 회전 속도와 자유흐름 속도의 비인 풍속비에 따라 건축물 표면의 압력이 어떻게 변화하는지를 조사하였다. 코너 기류제어기가 풍상측에 설치되었을 때 정압을 받는 풍상면인 정면의 평균 풍압 및 최대 풍압은 풍속비에 따라 거의 변화가 없었으나, 부압이 발생하는 풍하면인 배면 및 측면의 최소 풍압은 풍속비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여 주었다. 특히 풍하면인 배면에서 최소 풍압의 감소량은 측면에 비해서 더 컸으며, 풍속비가 0.98일 때 배면에서의 최소 풍압의 감소량은 약 36%로 크게 발생하였다. 또한 코너 기류제어기가 풍상측에 설치되었을 때 부압이 발생하는 풍하면인 배면 및 측면의 평균 풍압 및 rms 풍압도 풍속비가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여 주었다. 특히 풍하면인 배면에서 평균 풍압 및 rms 풍압의 감소량은 측면에 비해서 더 컸으며, 풍속비가 0.98일 때 배면에서의 평균 풍압 및 rms 풍압의 감소량은 각각 약 34% 및 37%로 크게 발생하였다.

본 논문에서는 풍동에서 수행되는 날개 길이가 0.8m와 1.5m인 두 수직축형 풍력발전기 및 날개 길이가 0.74m인 수평축형 풍력발전기의 성능평가시험으로부터 출력량을 얻기 위하여 수직축형 풍력발전기 및 수평축형 풍력발전기의 폐쇄효과를 고려하였다. 풍속이 증가함에 따라 서로 다른 날개 길이를 갖는 두 수직축형 풍력발전기 및 수평축형 풍력발전기의 출력량을 측정하였고 폐쇄효과에 기인한 폐쇄계수를 사용하여 출력량을 보정하였다. 날개 길이가 0.8m인 수직축형 풍력발전기에 대해 RPM과 폐쇄계수 사이의 관계는 풍속이 5m/s, 8m/s 및 10m/s일 때 거의 동일하였다. 날개 길이가 0.8m인 수직축형 풍력발전기에 대한 폐쇄계수는 RPM이 증가함에 따라 0.91에서 0.88의 범위에 있었고, 날개 길이가 1.5m인 수직축형 풍력발전기에 대한 폐쇄계수는 RPM이 증가함에 따라 0.85에서 0.82의 범위에 있었다. 또한 날개 길이가 0.74m인 수평축형 풍력발전기에 대한 폐쇄계수는 RPM이 증가함에 따라 0.84에서 0.77의 범위에 있었다. 본 연구를 통해 풍동에서 수직축형 풍력발전기의 회전자 면적이 클수록 폐쇄계수는 작아진다는 것을 확인할 수 있었다.

유럽 및 미주의 풍력자원조사는 풍황탑에 라이다 및 소다와 같은 지상기반 원격탐사를 병행하여 측정불확도를 경감하는 방향으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 서해안 김제평야에서 원격탐사 캠페인을 수행하였으며, 풍력자원 평가용 원격탐사장비인 윈드큐브 라이다와 메텍 PCS.2000-64 소다의 상호비교를 통하여 측정불확도를 평가하였다. 소다는 200m 높이에서 자료가용률이 80%로 저하되었으나 결손자료를 처리한 후 라이다와 동일한 로그법칙 풍속분포를 나타내었으며 두 측정장비 간의 평균풍속은 기울기 0.94, R2=0.94로 상관성이 높게 접합되었다. 그리고 풍속오차의 상대표준편차 및 풍향오차의 표준편차는 각각 14%와 25도로 전 측정높이에 대하여 균일하게 나타났다.

본 논문은 현재 국내에 제정되어 있지 않은 건축물의 진동사용성 평가기준을 위한 기초자료를 확보하기 위해 초고층 건축물이 1차모드가 지배적이라는 가정하에 먼저 진동대를 이용한 허용가속도 체험실험을 실시하였다. ‘건축물의 용도’를 고려하여 허용가속도 체험실험 결과에 따른 허용가속도추세선을 이용해 주거용 건축물과 사무용 건축물로 분류하였다. 또한 국외의 기준중주거용 건축물과 사무용 건축물로 분류하여 진동사용성 평가를 하고 있는 ‘NBCC 2005’그리고 ‘ISO 10137’과 비교 및 분석하여 국내에 적합한 진동사용성 평가기준안을 제안하였다.

초고층 건축물은 매우 세장하여 지진하중보다는 오히려 풍하중에 대해 매우 취약하다. 이러한 초고층건축물에 작용하는 풍진동은 buffeting, 와류 및 wake에 의해서 주로 발생한다. 풍진동은 구조적인 안전성뿐만 아니라 거주 성을 결정짓는 중요한 인자이다. 본 논문에서는 풍진동을 줄이기 위해 와류진동에 대한 메커니즘을 변화시켜 저감효과를 연구하였다. 원형기둥과 원형기둥에 대하여 공력학적 형상으로 변화시킨 경우에 각각 rib와 spiral을 설치하였다. 풍동실험결과, rib와 spiral의 효과는 풍직각 방향에서 비슷한 저감정도를 보였고 원형기둥을 공력학적으로 변화시킨 형상에 rib와 spiral을 사용함으로써 공력학적인 이점이 복합적으로 작용하여 원형기둥의 풍직각방향에 대해 50%정도의 저감효과가 있었다.

고립된 3차원 산악지형에서 지형적 영향에 의한 풍속 증가 현상이 전산유체역학 (CFD) 해석을 통하여 검토 된다. CFD 해석에서, 4개의 서로 다른 경사를 갖는 산악지형 모델이 고려되고, 3차원 산악지형에 대한 지형계수가 풍 방향과 풍직각 방향에 대하여 산정된다. 또한 풍속 증가에 대한 CFD 해석 결과는 경계층 풍동에서의 실험 결과와 국내외 주요 설계기준과 비교된다. CFD 해석 결과, 매우 큰 풍속 증가가 산 정상부에서 발생하였는데, 산 정상부에서 풍속은 48%에서 56% 정도 증가하였다. 풍방향으로 산허리 및 산기슭의 여러 지점에서 풍속이 약간 증가하거나 감소한 반면, 풍직각 방향의 동일한 높이에서는 풍속이 증가하였다. 풍직각방향의 경우, 산 높이의 1/2 지점에 있는 산허리에서의 풍속 증가는 31%에서 50% 정도였고, 산기슭에서의 풍속 증가는 19%에서 27% 정도였다. 본 연구 결과, CFD 해석에서 얻어진 지형계수와 풍동실험에서 얻어진 결과는 대략 3%에서 8% 범위에서 차이를 나타냈고, 풍직각 방향으로 산기슭 근처에서의 풍속 증가에 미치는 지형의 영향은 무시할만하지 않았다.

건축물 캐노피에는 건축물 벽면을 따라 흐르는 바람에 의해 풍압분포가 결정된다. 이 논문에서는 캐노피의 설치 높이에 따른 건축물 캐노피에 작용하는 풍압특성을 연구하였다. 풍동실험을 위하여 1~11층까지의 각 층에 동일한 크기의 캐노피를 설치 할 수 있도록 실험모형을 제작하였다. 풍동실험결과, 설치 높이가 증가함에 따라 캐노피의 윗면에 작용하는 최대, 최소풍압계수는 증가하였고 반면에 아랫면에 작용하는 최대, 최소풍압계수는 감소하였다. 또한 10층과 11층 사이에 정체점이 발생하여 캐노피 윗면과 아랫면에 작용하는 풍압이 정압에서 부압으로 변화함을 알 수 있었다.

본 논문에서는 진동대 실험을 통하여 건축물의 수평진동에 대한 허용가속도를 평가하고자 한다. 국내에서 준 용하고 있는 사용성 기준인 ISO 6897과 캐나다기준에서는 최대가속도를 정하여 거주자의 거주성을 만족하도록 하고 있다. 수평진동실험은 1차원 수평 진동대를 사용하고, 진동대용 룸은 우리가 생활하고 있는 공간과 유사하게 설계 및 제작하였다. 실험평가방법은 피험자를 40명 모집하여, 8명씩 5개조로 나누어 주파수 0.2Hz~1.2Hz 범위에서 가속도를 증가시켜 허용가속도에 대해 평가하였다. 수평진동 실험으로 얻어진 누적분포를 0~25%, 26~50%, 51~75%, 그리고 76~100%로 나누어 추세선을 작성하였다. 또 국외 사용성 평가기준에 반영된 설문지를 바탕으로 실험에 적합한 설문지를 제작하여 진동에 대한 피험자들의 느낌을 조사하였다. 실험결과, 고유진동수에 따라 피험자가 견딜 수 있는 허용 가속도의 크기가 다른 것으로 평가되었고, 고유진동수가 높을수록 고유진동수가 낮은 경우보다 허용가속도의 크기가 작았다.

경사지 또는 산지와 같은 복잡한 지형은 기류를 복잡하게 만든다. 이런 복잡한 지형조건은 복잡한 지형에서의 풍속뿐만 아니라 바람의 난류에도 영향을 미친다. 이 논문에서는 원뿔 산지에서 바람의 특성을 연구하기 위해 난류 강도를 고려하였다. 풍동실험을 위해 tanθ가 0.1~0.5까지의 각기 다른 경사를 가진 이상화된 3차원 산악지형을 제작하였다. 풍동실험결과, 경사도가 증가함에 따라 풍상측의 하단부에서의 난류강도는 약간 증가한 반면에 풍하측의 하단부에서 난류강도가 크게 평가되었다. 또한 난류강도는 원뿔형 산지모형의 경사가 증가함에 따라 크게 평가됨을알수있다.

본 논문에서는 풍동실험을 수행하여 3차원 산악지형에서의 풍속할증현상을 정량적으로 평가하고, 3차원 산악지형의 풍속할증현상에 대해 고찰하고자 한다. 풍속할증현상을 평가하기 위하여 건축구조설계기준에서 분류하고 있는 기울기에 준하여 다음의 , 그리고의 각각 다른 경사를 가진 5가지 산악지형모형을 제작하였다. 풍동 실험결과, 다양한 위치에서 풍속할증계수가 평가되었다 풍동실험결과를 바탕으로 풍속할증영역을 산정해 보면 수평방향의 영역은 산의 전체 지역, 수직방향의 영역은 산의 높이의 3.5배로 산정되었다. 풍속할증현상은 산의 정상부에서 크게 발생하였고, 경사 I은 57%, 경사 II는 75%, 경사 III은 79%, 경사 IV는 81%, 경사V는 61%의 풍속이 증가하였다. 또한 산의 정상에서 같은 거리에 있는 풍방향의 위치보다 풍직각방향의 위치에서의 풍속이 더 크게 평가되었고 풍직각방향의 경사시작면에서 의 풍속이 증가하였다.

본 논문에서는 진동대를 이용하여 고층 건축물의 수평진동에 대한 지각임계가속도를 측정하였다. 바람에 의한 초고층 건축물의 과도한 진동은 거주자들에게 시각차와 현기증 같은 불쾌감을 줄 수 있다. 초고층 건축물 거주자들에게 쾌적한 환경을 제공하기 위해서는 가속도를 제한할 필요가 있다. 초고층 건축물은 1차 고유주기에 지배적이다 본 연구진은 1차 고유주기를 재연하기 위해 진동대를 사용하여 사인파진동에서 실험을 수행하였다. 실험은 진동하우스를 제작하고, 건장한 40명의 피험자를 대상으로 실시하였다 40명의 피험자를 8명씩 5개조로 나누고, 특정주파수범위에서 가속도를 증가시키면서 수평진동에 대한 인지도를 측정하였다. 수평진동실험으로 피험자들의 진동에 대한 인지도를 누적분포표로 만들고, 의 누적분포에 대해 추세선을 그려서 성능평가곡선을 작성하였다.

본 논문에서는 진동대 실험을 통한 수평진동에 대한 체감도를 평가하고자 한다. 먼저 국외선행 연구를 조사하여, 실험의 적절한 방향을 모색하였다. 실험은 1차원 수평 진동대를 사용하고, 무빙룸은 우리가 생활하고 있는 공간과 유사하게 설계 및 제작하였다. 실험평가방법은 피험자를 40명 모집하여, 8명씩 5개조로 나누어 주파수 0.2Hz~1.2Hz 범위에서 가속도를 증가시켜 체감도에 대해 평가하였다. 수평 진동 실험으로 얻어진 체감도 누적분포를 0~20%, 21~40%, 41~60%, 61~80%, 81~100%로 나누어 추세선을 그려서 성능평가곡선을 작성하였다. 또 국외 사용성 평가기준에 반영된 설문지를 바탕으로 실험에 적합한 설문지를 제작하여, 진동에 대한 피험자들의 느낌을 조사하였다. 실험결과를 주파수에 따른 지각임계가속도로 평가하였다. 그리고, 인간의 수평진동지각에 대해 감각적요소 즉 시각적, 청각적요소가 얼만큼 영향을 주는지 정량적으로 평가하였다.

본 논문에서는 풍동실험을 수행하여 3차원 산악지형에서의 풍속할증현상을 정량적으로 평가하고자 한다. 풍동실험을 수행하기 위하여 건축구조설계기준에서 분류하고 있는 기울기에 준하여 다음의 5.71o, 11.31o, 16.70o, 21.80o, 26.57o 의 각각 다른 경사를 가진 5가지 산악지형모형을 제작하였다. 풍동실험결과 다양한 위치에서의 풍속할증계수를 산정할 수 있었다. 풍동실험결과를 바탕으로 풍속할증영역을 산정해 보면 수평거리의 영역은 산의 전지역, 수직거리의 영역은 산의 높이의 3.5배로 산정하였다. KBC(2005)의 풍속할증계수와 실험으로 얻은 풍속할증계수의 최대값을 비교한 결과 5.71o의 경사에서 실험값이 30%정도 크게 평가되었다. 실험결과를 바탕으로 산정한 풍속할증영역은 수평거리의 경우 5.71o~16.70o의 경사에서 KBC(2005)의 풍속할증적용범위를 넘어섰고, 수직거리의 경우 5.71o를 제외 한 나머지 경사에서 KBC(2005)의 풍속할증적용범위를 넘는 것으로 확인되었다.

본 논문에서는 세계적으로 널리 사용되어지고 있는 초고층 건축물의 진동사용성 평가기준이 검토되었다. 초고층 건축물의 진동에 대한 사용성 평가기준은 바람에 의한 초고층 건축물의 가속도 응답의 크기로 나타내는 것이 일반적이다. 건축물의 가속도의 응답의 크기를 산정함에 있어서 두 가지의 서로 다 른 척도, 즉 최대가속도 또는 RMS가속도를 각 기준에서 채택하고 있는데 이에 대한 상이점을 토의하고 각 국의 진동사용성 평가기준을 고찰함으로써 우리나라에는 어떤 진동사용성 평가기준이 적합한가에 대한 논의를 시작하고자 하였다. 그리고 건축물의 각기 다른 응답을 조사하여 최대가속도와 RMS가속도와 관계를 면밀히 검토하고 각각에 대해 기술적인 논거를 기술하였다.

이 논문은 풍동실험 결과를 토대로 고층아파트 건축물의 풍압분포에 대한 내용을 다루고 있다. 태풍에 의해 창유리 파손을 입은 아파트 단지의 풍압모형을 제작하여 각 건축물의 상호간섭효과를 조사하였다. 풍동실험은 풍압모형을 이용하여 대형경계 층풍동에서 수행하였다. 간섭하는 주변건물의 여부에 따른 실험결과를 비교하고 검토하였다. 주변건물이 없어서 바람을 직접 맞을 때에는 105동, 106동은 주로 정압이 작용하였지만, 주변건물이 둘러싸고 있을 때의 105동, 106동은 큰 부압이 작용하는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서 고층아파트 외장재 설계시 외장재의 안전성 확보를 위해서는 풍동실험을 수행하여 바람에 의해 야기되는 상호간섭효과를 고려하는 것이 가장 적합한 방법이라 할 수 있다.