통풍형 방음벽 내풍성능의 전산 해석
Numerical Analysis on Wind Resistance Performances of Ventilating Soundproof Wall
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초록
소음공해를 방지하기 위한 방음시설물로서 도로, 철로 및 공항 주변에 설치되는 방음벽은 주로 외부에 설치되어 풍하중에 노출된다. 지속적이고 반복적인 풍하중은 방음벽의 피로를 야기하며 높은 풍속이 발생할 경우 붕괴되는 경우도 흔히 발생하고 있다. 본논문에서는 반사형, 통풍형 등 방음벽의 유형별로 방음벽에 작용하는 풍하중의 발생 과정과 내풍성능 개선방안에 대해서 전산해석을수행하였다. 통풍형 방음벽의 경우 수압면적이 감소한 것에 비하여 풍하중은 다소 낮은 6.76%의 감소율이 나타난 원인은 풍하면의 통풍공 주변에 발달한 국부적 부압으로 판단되었다. 추가적인 풍하중 저감을 위하여 박리에 의한 와류의 규모를 개선하기 위한 방안으로 상부에 슬릿을 설치한 결과, 최대 14.67%의 감소효과를 나타내었다. 또한 슬릿의 간격이 250mm일 때 15.41%로 풍하중이 감소율이 상대적으로 우수하였으며, 이는 방음벽 상단과 슬릿에 의한 기류의 상호작용이 와류의 규모와 발달에 영향을 미친 것으로 판단된다.
Abstract
The soundproof wall to reduce the noise is affected by wind load because they are often installed in open area such as highway, track and airport. Repetitive and continuous wind loads on the wall lead to fatigue and sometimes to structural failure under strong wind. This study presents numerical simulations and analysis on the wind loads on the soundproof walls of different configurations and suggested the improvement for the reduction of wind loads. Compared to the reflection type, the velitation type showed lower wind load; however, the reduction ratio is not high enough considering the reduction ratio of projected net area. The reason for this is investigated using numerical and experimental approaches, both of which implicated the lower pressure development on the leeward side around ventilation holes. For additional reduction of wind load, a slit on the soundproof wall is proposed, which resulted in the reduction ratio is up to 14.67%.
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