전산유체역학 모델을 이용한 숭례문 주변의 풍환경 수치해석
Numerical Analysis of Wind Environment around Sungnyemun Gate Using a Computational Fluid Dynamics Model
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초록
본 연구에서는 도심지에 위치한 숭례문을 중심으로 유입류 풍향 조건에 따라 변화되는풍환경을 수치해석하였다. 이를 위해 지리정보시스템 자료와 전산유체역학 모델을 이용하여대상영역의 상세 바람장을 수치모의하였으며, 벡터장, 3차원 바람속도성분, 풍속장 등에 대한흐름특성을 분석하였다. 대상영역에서는 건물협곡을 따라 흐르는 바람길의 형성과 건물에 의한바람의 회전 및 와류 등 급격한 풍향의 변화가 모의되었으며, 그 영향으로 숭례문 주변에서는유입류의 풍향에 의존하지 않는 복잡한 흐름의 양상이 나타났다. 숭례문 지점에서의 풍속은지표풍(지상 2 m)과 비교하여 상층마루 높이(지상 14 m)에서 평균 3배 이상 강하게 형성되었고,유입류가 동풍인 경우에 전반적으로 높게 나타났으며, 숭례문의 남동 측면이 상대적으로 바람에 의한 영향이 클 것으로 예측되었다. 본 연구를 통하여, 고층건물 및 고밀도 건물군 등 인공구조물에 의한 바람길 및 빌딩풍 등의 형성이 도심지에 위치한 건축문화재에 미치는 영향을 파악하고 대책을 마련하기 위한 상세 풍환경 평가의 필요성이 제시되었다.
Abstract
In this study, the wind environment in an urban area near Sungneymun gate wasnumerically investigated in the cases of inflow directions. The wind fields for the target area weresimulated using Geographic Information System data and Computational Fluid Dynamics model. Results,including vector fields, three-dimensional wind velocity components, and wind speeds, were analyzedto examine flow characteristics. Wind direction variability affected by buildings was shown in the targetarea. The complex flows around Sungneymun did not depend on the inflow direction as a boundarycondition. The wind speed around Sungneymun was generally 3 times stronger at 14 m above groundlevel (AGL) compared to the surface wind at 2 m AGL and relatively high in the case of easterlyinflow. The effect of wind was also analyzed to be relatively significant at the southeast side ofSungneymun. Thus, it was suggested that the assessment of wind environment affected by high-riseand high-density buildings should be necessary for the architectural heritage in urban areas.
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