이 연구에서는 단자유도 모델을 활용하여 비탄성 내풍설계를 수행하고, 다양한 이력거동 형태에 따른 풍방향 및 풍직각방향 비탄성 응답을 비교하였다. 풍방향 비탄성 거동은 풍방향 풍하중의 평균성분으로 인해 한 방향으로 손상이 누적되는 현상이 발생할 수 있으며, 잔류변형 역시 크게 발생할 수 있다. 비선형 시간이력 해석 결과 구조물의 항복강도를 증가시키거나 자기회복 이력거동을 적 용 시 이를 효과적으로 억제할 수 있는 것으로 나타났다. 풍직각방향의 응답은 이력거동에 따른 에너지소산에 큰 영향을 받았으며, 철 골구조와 이력거동이 우수한 콘크리트 구조물에서는 탄성응답보다도 더 작은 최대 응답이 나타났다.

초장대 사장교 Prototype 설계를 위한 내풍구조 특성을 분석하기 위하여 기존 장경간 사장교의 가설계 및 완성계에 대한 동적구조특성을 분석하고, 가상의 1,500m급 초장대 사장교의 동적구조특성을 추정하여 풍동실험을 수행함으로써 내풍안정성이 우수한 보강형 단면을 도출하였다. 경제성을 고려하여 유선형 강박스 보강형 단면을 가진 주경간장 1,200m의 초장대 사장교를 Prototype 설계안으로 선정하였으며, 가설단계를 포함한 3차원 공탄성모형에 대한 풍동실험을 수행하고, 국내외 대표적인 장경간 사장교와 풍응답 특성을 비교 검토한 결과 설계풍속이내에서 와류진동이나 플러터와 같은 유해한 진동현상이 발생하지 않으므로 Prototype 설계안은 우수한 내풍구조 특성을 가지고 있는 것으로 평가된다.

최근 들어 교량 구조물의 장대화 경향에 따라 국내에서도 장대교량의 건설이 진행 되고 있고, 컴퓨터의 발달과 계산 기술의 향상에 힘입어 고비용의 풍동실험을 대신 할 수 있는 전산유체역학의 다양한 수치 해석적 기법의 적용이 증가하고 있다. 그에 따라 경계조건에 대한 정확한 입력뿐만 아니라 정확한 모델링 또한 전산유체역학의 중요한 위치를 차지하게 된다. 하지만 자원의 한계로 경제적이면서 보다 정확한 효율적인 모델링 기법이 연구되고 있다. 효율적인 모델링 기법 중 가상경계법을 들 수 있는데, 기존의 가상경계법은 물체 형상의 외곽형상이 부드러운 경우 외삽법에 의한 운동량 가중방법으로 연구가 진행되어 왔다. 그러나 교량 단면과 같이 날카로운 모서리를 갖거나 물체면을 이루는 면이 예각을 이루는 경우 보정점의 선별과 보간 방법에 따라 수치해석이 발산하는 문제점 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 가상경계법에 의해 날카로운 물체 주위 유동 해석 기법 개발을 위하여 내삽법에 의한 운동량 보정 기법을 개발하고 삼각형 단면 주위의 유동 해석에 적용하여 변장비 변화가 공기력 계수에 미치는 영향을 분석하였다.