도심지역의 건물 높이 단차에 따른 풍속변화를 고려한 초경량 비행장치의 비행 안전성 확보가 가능한 고도 분석 연구 = Study on the Flight Safety Altitude of Ultra-Light Aircraft Considering Flow Analysis According to Building Height

국문 초록 (Abstract)

도심지역에서 항공측량 및 관측을 위한 초경량 비행장치의 활용도가 증대되고 있다. 초경량 비행장치의 비행고도설정을 위하여 건물 높이 단차에 따른 건물 상부층에서의 풍속변화를 고려해야 한다. 본 연구에서는 건물 상부층에서 발생하는 풍속변화 영역의 높이를 산출하기 위한 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 분석을수행하였다. CFD 분석 결과를 바탕으로 도심지역에서의 초경량 비행장치의 비행고도를 제안하였다. 분석 결과, 건물 높이로부터 약 2.5미터에서 4미터의 영역에서 최대풍속이 발생하였으며, 초경량 비행장치의 비행경로상에서 건물이 연속된 경우, 인접한 건물의 높이 차이가 클수록 최대풍속은 높게 나타나는 것으로 분석되었다. 또한 높은 건물의 끝단으로부터 고도 10~20미터 영역에서 풍속의 감소율이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 도심지역에서 초경량 비행장치의 비행 안전성 확보가 가능할 것으로 판단되며, 악기상에서의 보다 합리적인 비행고도 설정에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The use of ultra-light aircraft for aerial surveying and observation in urban areas is increasing. To determine the flight altitude of an ultra-light aircraft, wind speed variations at the top of buildings due to differences in building height must be considered. In this study, a computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed to determine the height of the wind speed variation region at the top of a building. Based on the CFD analysis results, flight altitudes for ultra-light aircraft in urban areas were proposed. The analysis results showed that maximum wind speeds occurred approximately 2.5 to 4 meters above the building's height. Furthermore, the greatest decrease in wind speed was observed at an altitude of 10 to 20 meters from the top of a tall building. This study is expected to ensure the flight safety of ultra-light aircraft in urban areas and contribute to more rational flight altitude settings in adverse weather conditions.