복합 건축물 연결 통로에서의 기류형성에 관한 수치적 해석 연구 = A Numerical Study on Flow Pattern in Connecting Passage of a Composite Building

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, a numerical study on flow pattern in connecting passage of a composite building was conducted. Through numerical experiments, it was shown that a upward flow is generated inside the building in winter while a downward flow in summer due to buoyancy effect and that the magnitude of fluid velocity in winter is larger than that in summer because the larger temperature difference between inside and outside of the building in winter. Furthermore, it has been shown that the air in connecting passage flows from the shorter building to the taller one in both summer and winter regardless of the slope of the passage and that the magnitude of fluid velocity in connecting passage increases as the uphill slope to the taller building increases and decreases as the downhill slope to the taller one increases in winter.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 저층 건물과 고층 건물의 연결통로의 기울기 변화에 따른 기류속도의 변화를 수치해석을 통하여 고찰하였다. 수치해석을 통하여 다음과 같은 결론들을 유도하였다.
(1) 저층 건물과 고층 건물의 연결통로의 기울기 변화에 따른 기류속도의 변화를 수치해석을 통하여 정성적으로 파악할 수 있음을 확인하였다.
(2) 동절기에는 건물 아래쪽에서 외부의 차가운 공기가 유입되어 건물내부에서 수직상승 기류가 형성되어 상부로 유출되고, 하절기에는 건물 상부에서 공기가 유입되어 수직하강 기류가 형성되어 건물 아래쪽으로 유출 되므로 동절기와 하절기가 반대의 형상임을 보였다.
(3) 실내와 외부의 온도차가 6℃인 하절기 보다 온도차가 32℃로 큰 동절기의 각 위치에서 기류의 유동량이 많고, 기류속도 또한 현저히 큰 것을 볼 수 있었다.
(4) 연결통로에서 기류는 동절기, 하절기 모두 낮은 건물에서 높은 건물로 공기가 흘러가는 것을 볼 수 있었으며, 연결통로의 기울기에 따라 흘러가는 기류량, 속도의 차이가 있었다.
(5) 동절기는 연결통로의 기울기가 낮은 건물에서 높은 건물로 오르막 경사 일 때가 공기의 흐름이 가장 많고 속도 또한 크게 나타났으며 반대로 높은 건물로 내려가는 기울기에서 가장 적은 것을 알 수 있었다. 하절기는 동절기와 반대로 낮은 건물에서 높은 건물로 오르막 경사일 때 가장 미세하게 작용 하는 것을 알 수 있었다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1-1 연구배경 1
• 1-2 연구동향 및 목적 4
• 1-3 연돌 효과의 원리 5
• 1-4 연돌효과의 문제점 9
• 1-5 실내 기류속도 기준 11
• Ⅱ. 이론적 고찰 13
• 2-1 공기유동 해석 모델 고찰 13
• 2-2 지배방정식 및 사용코드 16
• Ⅲ. 수치해석방법 18
• 3-1 계산영역 및 부하조건 18
• 3-2 격자 및 경계조건 21
• Ⅳ 결과 및 고찰 24
• 4-1 건물전체 기류분포 24
• 4-2 연결통로에서의 기류분포 29
• Ⅴ. 결론 34
• 참고문헌 36
• ABSTRACT 39
• 감사의 글 40