도시 열·한랭 스트레스 완화를 위한 CFD-UTCI 기반 도시환경 설계
CFD-UTCI Based Urban Environmental Design for Mitigating Heat and Cold Stress
연구 내용
도시 표면 재료·형상 변화를 CFD로 모사하고 UTCI로 보행자 열쾌적성을 평가하여 도시 열섬과 한랭 스트레스를 저감하는 연구
도시 표면 재료의 열적 특성과 도시 형태가 마이크로기후에 미치는 영향을 CFD 기반으로 규명하고, UTCI(Universal Thermal Climate Index)를 통해 보행자 열쾌적성과 열 스트레스를 평가합니다. 폭염 조건에서는 태양복사, 복사교환, 열저장, 증발 및 건물 주변 열전달 요소를 포함해 시뮬레이션 현실성을 확보합니다. 한파 조건에서는 복사 물성 및 표면 구성 변수를 전제로 한 시나리오별 UTCI 변화를 분석하여 취약 공간을 지도화합니다. 이를 통해 도시계획 단계에서 재료 선택과 설계 대안을 정량 비교할 수 있는 방법론을 제공합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
3편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
0건
연구 흐름
초기 연구에서는 고온·다습 조건의 밀집 저층 지역을 대상으로 STAR-CCM+ 기반 CFD 모델을 구축하고, 실제 관측치와의 비교를 통해 모사 신뢰도를 검증하는 데 집중했습니다. 이후 연구는 도시 규모 시나리오로 확장되어, 아스팔트·콘크리트·녹지 등 표면 재료 열특성 변화를 반영하고 UTCI 기반 열스트레스 저감 효과를 분석했습니다. 최근에는 폭염 해석에 더해 한파 환경에서도 복사 물성과 도시 형태의 조합이 한랭 스트레스 분포에 미치는 영향을 CFD-UTCI 프레임으로 도출하여 겨울 적응 전략으로 연결하고 있습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
- 여름 열쾌적성 적응 가이드라인
- 겨울 한랭 스트레스 대응 설계 프레임
- 도시 표면 재료 선택·조합 지침
- 건물 외피 및 주변 열교환 평가체계
- 식생 기반 증발냉각 효과 예측모델
- 보행자 단위 마이크로기후 지도
- 도시 차원의 열섬 완화 시나리오 분석
- CFD-UTCI 기반 디지털 트윈 검증 절차
- 재난대응(폭염·한파) 위험구역 도출
- 도시계획 의사결정 지원 대시보드
관련 논문
구분
제목
Analyzing urban thermal comfort changes due to modifications in urban material properties in a large-scale new town: A CFD study based on the universal thermal climate index (UTCI)
Validation of CFD models of urban microclimates under high temperature and humidity conditions during daytime heatwaves in dense low-rise areas
Urban cold stress assessment using computational fluid dynamics and universal thermal climate index: A case study of Gwacheon City, South Korea