트윈 빌딩의 풍응답은 풍하중의 공력 특성과 트윈 빌딩 구조 시스템의 동적 특성에 영향을 받는다. 본 논문에서는 트윈 빌딩의 두 빌딩의 간격이 다른 두 경우에 대해서 풍응답에 영향을 주는 풍압의 특성을 풍동 실험과 적합 직교 분해 기법을 이용해 파악하고, 3차원 구조 시스템 모델링을 통해 동특성을 파악하였다. 그리고 이중 모달 변환 기법을 이용해서 각 풍압의 특성과 구조물의 동특성이 풍응답에 미치는 영향을 파악하였다. 적합 직교 분해 기법을 통해서 채널링과 와류 효과에 대해서 파악할 수 있었다. 풍 직각 뱡향의 풍하중은 두 빌딩의 간격에 영향을 많이 받았으며, 풍 방향의 풍하중은 간격에 영향을 적게 받았다. 마찬가지로, 이중 모달 변환 기법에서 교차 참여 계수는 풍 직각 방향에서는 두 빌딩의 간격에 따라 크게 달라진 반면, 풍 방향은 영향이 적었다. 이에 따라 두 빌딩의 간격 이 풍 방향의 풍응답 보다 풍 직각 뱡향의 풍응답에 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있었다.

A series of wind tunnel tests were conducted on 7 super-tall buildings with various polygon cross-sections, including triangle, square, pentagon, hexagon, octagon, dodecagon, and circular. The primary purpose of the present study is to investigate the effect of increasing number of sides on aerodynamic characteristics for super-tall buildings. Wind tunnel tests were conducted under the turbulent boundary layers whose power-law exponent is 0.27. Fluctuating wind pressures from more than 200 pressure taps were recorded simultaneously, and time series of overturning moments were calculated considering tributary area of each pressure tap. The results show that the overturning moment coefficients and the spectral values decrease with increasing number of sides, and the largest mean and fluctuating overturning moments were found for the triangular super-tall building, and the largest spectral values were found for the square super-tall building. The analysis should be conducted more in detail, but currently it can be roughly said that there seems to be a little differences in the aerodynamic characteristics for the super-tall buildings whose number of sides is larger than 5 or 6.

본 연구에서는, NACA 익형의 받음각의 변화에 따른 영향을 파악하기 위한 연구로서, 수직축 다리우스 풍력발전기를 만들기 위한 기본적 형상을 이용하였다. 특히 수치해석에 있어 근접벽면 모델링에서 y+값이 1에 가까울수록 수치결과값이 정확해진다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는, y+값의 변화를 통하여 최적의 y+값을 찾는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서 사용한 레이놀즈 수는 360,000로 익형길이, 입구 유속은 각각 0.12m, 43.8m/s으로 설정하였다. 수치해석결과 익형의 양력계수는 받음각이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이며, 실속각 이후에 급격히 감소하는 것을 확인하였으며 양력계수는 받음각이 0o~10o까지 증가하였고 이후, y+값에 따라 다르지만 대략 10°~16°에서 급격히 떨어졌다. 본 논문에서 실험결과에 근거하여 수치해석에 y+값이 1에 가까운 것이 적절하다고 판단된다. 표면 압력 분포에서 최대값과 최소값 C/Cm은 1.89, 그리고 최대값의 변화는 받음각의 증가에 따라 앞쪽, 혹은 뒤쪽으로 이동 되었다.

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.

본 연구에서는 하부박스형상을 변화시킨 단일 박스거더단면에 대하여 변장비 1:51:10의 범위에서 풍동실험을 통하여 동적응답특성을 고찰하였다. 거더의 단면형상변화는 직사각형 1종류와 사다리꼴 단면 2종류를 선정하였다. 실험결과를 정리하면, 와류진동의 경우, 변장비 1:5에서는 전반적으로 직사각형거더에 비하여 사다리꼴 거더단면의 연직 및 비틀림 최대진폭이 감소하는 경향을 알 수 있으며 1:7.5의 경우는 미소하나마 직사각형단면의 와류진동응답이 사다리꼴 단면에 비하여 안정적인 응답을 보였다. 갤로핑은 변장비 1:5단면중에서 사다리꼴 단면(B050-1단면)의 (+)영각 범위에서만 발생하였고 그 이외의 모든 단면에서는 발생하지 않았다. 비틀림 플러터는 1:5 및 1:10단면 의 (+)영각범위에서 발생하였고 단면형상변화에 따른 한계풍속의 변화는 두드러지지 않았다. 또, 변장비 증가에 따라 와류진동의 발생은 (+)영각범위로 제한되고 최대진폭도 감소하는 추세를 보였으며 발산진동의 한계풍속도 증가하는 경향을 보였다. 하부박스거더의 형상변화에 따른 응답변화는 변장비가 증가할수록 그 차이가 작아지는 경향을 보였다.

본 연구에서는 CFD 코드를 이용하여 목포대교의 보강거더 단면을 대상으로 방호울타리 설치 여부에 따른 동적 공기력을 해석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 방호울타리를 설치함에 따라 항력은 영각에 따라 약 25~50% 증 가하는데, 특히 영각이 0o 경우에 방호울타리의 설치로 인해 약 50%의 항력이 증가하며, 영각이 증가함에 따라 전체 항력에서 방호울타리의 영향으로 발생하는 항력의 비중은 점차 감소하는 경향을 보인다. 또한 교량의 방호울타리는 영각에 대한 양력의 변화율을 감소시키는 역할을 하며, 반시계방향으로 피칭모멘트를 증가시키는 역할을 한다. 교량에 설치되는 페어링은 흐름의 분리를 제한시키고 분리된 흐름의 재순환길이를 짧게 하기 때문에, 단면비가 9.7인 목포대교 의 보강거더 단면에 대한 플러터계수는 단면비가 20인 직사각형단면의 플러터계수와 비슷한 거동을 보인다. 그리고 목포대교의 경우, 방호울타리가 플러터계수에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다.

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.