바람이 세게 불어오는 언덕 위나 건물 사이 통로에 서 있으면 넓은 평지에 있을 때보다 바람의 속도가 훨씬 빠르고 강하게 느껴지잖아요. 좁은 통로를 지날 때 바람이 강해지는 이유는 무엇인가요?

Question

바람이 세게 불어오는 언덕 위나 건물 사이 통로에 서 있으면 넓은 평지에 있을 때보다 바람의 속도가 훨씬 빠르고 강하게 느껴지잖아요. 좁은 통로를 지날 때 바람이 강해지는 이유는 무엇인가요?

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

좁은 통로를 지날 때 바람이 급격히 세지는 현상은 유체역학과 벤투리 효과로 설명해 드리도록 하겠습니다.

기체나 액체 같은 유체가 흐를 때, 통로가 넓든 좁든 일정한 시간 동안 통과해야 하는 공기의 전체 양은 일정하게 유지되어야 합니다. 따라서 넓은 평지를 지나던 거대한 공기 덩어리가 좁은 건물 사이나 언덕 통로를 만나면, 밀려오는 공기의 양은 그대로인데 통과할 수 있는 면적이 크게 줄어듬에 따라 동일한 양의 공기가 제한된 시간에 빠져나가기 위해 공기의 이동 속도가 비약적으로 빨라지게 됩니다. 벤투리 효과는 유체가 단면적이 넓은 공간에서 좁은 관으로 유입될 때, 통로의 병목 현상으로 인해 속도는 증가하고 내부 압력은 떨어지는 현상을 말합니다. 좁은 입구에 다다르면 뒤에서 밀려오는 공기에 의해 입자들이 압축되면서 마치 분무기 입구처럼 좁은 틈을 타고 거센 속도로 튕겨 나가게 됩니다.

실생활에서 도심의 빌딩풍이 이와 같은 현상의 대표적인 사례인데요, 고층 건물에 부딪힌 강한 바람이 갈 곳을 잃고 아래로 내리꽂힌 뒤, 건물과 건물 사이의 좁은 틈으로 몰려들면서 태풍급 강풍으로 변하기 때문에 고층 빌딩가 주변에는 순간적으로 사람이 휘청거릴 정도의 강풍이 불기도 합니다.