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Oct 25, 2023

배너의 통풍구 구멍이 차이를 만드나요? 우리는 풍동을 사용하여 알아냈습니다.

퀸즈랜드 대학교 토목공학 강사

퀸즈랜드 대학교 토목공학 강사

퀸즈랜드 공과대학교 로봇 공학 교수

매튜 메이슨(Matthew Mason)은 호주 연구 위원회(Australian Research Council)와 산불 및 자연 재해 협동 연구 센터(Bushfire and Natural Hazards Cooperative Research Centre)로부터 자금 지원을 받습니다.

조나단 로버츠(Jonathan Roberts)는 호주 로봇 비전 센터의 부조사관이자 UAV 챌린지 비행 로봇 대회의 공동 창립자입니다.

퀸즈랜드 공과대학교와 퀸즈랜드 대학교는 The Conversation AU의 회원으로서 자금을 제공합니다.

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다음 번에 거리 건너편이나 다리에 걸려 있거나 거리 행진, 항의 또는 시위의 일부로 게양된 배너를 보게 되면 자세히 살펴보십시오. 배너에 구멍이나 슬릿이 잘려 있는 것을 볼 수 있습니다.

그런데 왜 누군가가 완벽하게 좋은 배너에 구멍을 뚫겠습니까?

이것은 소위 "바람 통풍구"이며, 어떤 이유로 사람들은 이 구멍이 있으면 배너에 가해지는 바람의 하중을 크게 줄일 수 있다는 믿음으로 배너를 훼손해 왔습니다.

그러나 구멍이나 틈새가 있는 배너가 실제로 구멍이 없는 동일한 배너보다 바람에 더 쉽게 흔들리나요?

사람들이 언제 배너에 구멍을 뚫기 시작했는지는 알려져 있지 않습니다. 이 관행에 대해 작성된 글은 거의 없으며, 많은 지식이 입에서 입으로 전해지거나 다른 바람 관련 분야에서 전달된 것으로 보입니다.

전 세계 간판 및 배너 제작자의 웹사이트에서 분명한 것은 그들이 사랑스럽게 만든 창작물에 구멍을 뚫어야 하는 것에 좌절감을 느끼고 있다는 것입니다.

일부 배너 제작자는 단순히 거부하고 고객에게 구멍을 원하면 스스로 잘라낼 수 있다고 말합니다.

배너 통풍구의 중요성으로 인해 전 세계 일부 지방 정부에서는 특정 위치에 설치된 배너에 대해 이를 의무화했습니다. 통풍구도 없고 배너도 허용되지 않습니다!

호주 퀸즈랜드주 브리즈번 시의회 규정에는 브리즈번의 상징인 스토리브릿지에 배너를 설치하려면 “바람구멍이 있어야 한다”고, “바람구멍(환기구)의 간격은 100mm”로 돼 있다. 약 3m 간격'.

미국 유타 주 스프링빌이라는 작은 마을에서는 배너 면적의 최소 20%가 구멍으로 이루어져야 한다는 규정을 명시하고 있습니다. 이는 "폭이 4~6인치이고 배너 전체에 걸쳐 아래를 향하는 반달 모양의 통풍구"를 의미합니다.

통풍구가 배너에 어떤 역할을 하는지 이해하려면 공기 역학 전문가의 작업을 방문해야 합니다.

1956년에 영국 왕립 항공기 시설의 공기 역학 전문가인 BG de Bray는 구멍이 있는 평판이 움직이는 기류에서 어떻게 작동하는지 보여주기 위해 일련의 풍동 테스트를 수행했습니다. 그는 항공기가 착륙할 때 에어브레이크에 플레이트를 어떻게 사용할 수 있는지에 관심이 있었습니다.

그의 실험에서는 천공(구멍)이 공기 흐름을 더욱 안정적으로 만들어 주지만 "항력 계수는 비교적 작은 감소"만 있었다는 사실을 보여주었습니다. 그는 구멍 면적과 평판의 항력 계수 변화 사이의 관계를 기록한 그래프를 보여줍니다. 그래프는 배너 면적의 20%를 구멍으로 만들면 150km/h의 바람에서 항력이 약 5% 감소한다는 것을 나타냅니다.

구멍이 공기 흐름을 더욱 안정적으로 만든다는 de Bray의 다른 발견을 고려할 때 둥근 낙하산에서 이러한 현상이 나타나는 일반적인 예를 볼 수 있습니다.

둥근 낙하산과 같이 바람이 불어오는 쪽에서 공기가 채워지는 부풀어 오르는 구조물은 구조물에 구멍이 없으면 불안정해집니다. 공기는 구조물의 가장자리에서 거의 무작위로 흘러나오는 경향이 있습니다. 이로 인해 구조가 겉보기에 무작위적인 방식으로 바람에 펄럭이게 됩니다.

이는 낙하산 개발 초기에 발견된 사실이다. 1700년대 후반에는 불안정하고 진동하는 낙하산과 관련된 사고로 인해 수많은 낙하산 개발자가 사망했습니다.

1804년 프랑스인 Joseph Lelandes는 낙하산 꼭대기에 구멍을 뚫는 정점 통풍구를 발명했습니다. 이는 안정성 문제를 해결하는 것처럼 보였지만 항력을 줄이는 것으로 보이지 않아 항력이 필요한 곳에서 낙하산을 타는 데 이상적입니다.