안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
강한 바람이 닫힌 창문의 미세한 틈새를 지날 때 이상한 휘파람 소리가 나는 이유는 유체의 속도가 빠르게 증가하고 주기적인 공기 소용돌이 형성, 그리고 창문 구조의 공명 현상이 결합되어 일어나는 현상 때문입니다.
넓은 야외에서 불던 바람이 창틀의 아주 미세한 틈새로 들어오면 공기의 흐름 속도가 순간적으로 폭발적으로 빨라지게 되는데, 통로의 면적이 좁아질수록 동일한 양의 공기가 지나가기 위해 유속이 가속되어야 하기 때문입니다. 이 빠른 유속이 소리를 발생시키는 에너지가 됩니다. 빠른 속도로 틈새를 통과한 공기가 창틀의 날카로운 모서리나 각진 단면을 치고 나갈 때, 공기 흐름이 뒤틀리면서 규칙적인 공기 소용돌이가 잇따라 발생하고 떨어져 나가는 현상이 일어나면, 이 소용돌이들이 공기 중에서 좌우로 번갈아 박리를 일으키며 주기적인 공기 압력 파동을 만들어 냅니다. 바람의 속도가 빠를수록 단위 시간당 만들어지는 소용돌이의 개수가 늘어나 진동수가 올라가며, 이 진동이 우리 귀에 높은 음의 소리로 전달됩니다.
또한, 사람이 입술을 좁혀 바람을 불면 휘파람 소리가 나고, 플루트나 리코더에 바람을 넣으면 특정 음이 나는 것과 완전히 동일한 구조입니다. 좁은 틈새와 그 뒤로 이어지는 창틀 내부의 작은 빈 공간이 일종의 공명관 역할을 하여 틈새에서 생성된 공기 진동 중에서 창틀 틈새의 길이, 깊이, 넓이에 딱 맞아떨어지는 특정 주파수가 증폭됩니다. 이 때문에 단순히 바람 스치는 소리가 아니라 우우 하는 맑고 명확한 고음의 휘파람 소리로 거세게 울려 퍼지게 됩니다.