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2014년, 서울시에는 공공자전거 ‘따릉이’가 생겼습니다. 사람들은 차를 타는 대신 집 근처 거치대에서 따릉이를 빌린 뒤 직장이나 학교 근처에 반납하면 됩니다. 이처럼 거대도시는 차량 이용 자체를 줄여 교통체증을 해결합니다.

그런데 관리를 해주지 않으면 자전거를 효율적으로 사용하기 어렵습니다. 오전에는 주거지에, 저녁에는 직장과 학교에 자전거가 모자라기 때문이에요. 그래서 트럭으로 자전거를 재배치하지요.

 

트럭이 자전거를 옮기는 최적의 방법을 구할 때 수학을 이용합니다. 이 문제는 쓰레기차가 쓰레기를 옮기는 최단거리를 구하는 문제와 비슷해요. 다른 점은 거치소마다 자전거를 빌릴 사람의 수를 예측해 그 수에 맞게 자전거를 옮겨야 한다는 거죠. 서울대학교 교통연구실이 수요수요예측모델을 만들어 따릉이를 옮기는 최적의 방법을 연구 중입니다. 우리 도시도 자전거를 교통수단으로 이용하려면 이 연구를 참고해야겠네요!


바람이 불어야 여름에도 행복해

시민들은 여름에 밖에 나가기 두렵습니다. 가만히 있어도 땀이 흐르는데 시원한 바람은커녕 에어컨 실외기만 열기를 뿜습니다. 반대로 모자를 날릴 정도로 센 돌풍이 부는 곳도 있습니다. 바람이 장소에 따라 극단을 오가는 이유가 뭘까요?

그건 도시를 설계할 때 사람이 다니는 길만 생각하고 바람이 다니는 길은 만들지 못했기 때문입니다. 건물이 하나만 있으면 공기는 옆이나 위로 피해가지만, 건물이 숲을 이루면 거대한 산처럼 공기의 흐름을 막아버립니다. 또 건물을 잘못 배치하면 돌풍이 부는 곳이 생기기도 합니다. 빌딩의 벽을 타고 가던 공기는 벽이 끝나는 순간 안쪽으로 휘면서 소용돌이 모양으로 움직이는데, 이때 다른 바람과 합쳐지면 거센 돌풍이 돼요.

이런 공기의 정체와 돌풍을 막으려면 건물으 짓기 전에 바람을 예측해야 합니다. 흐르는 물질의 움직임을 나타내는 ‘나비에-스토크스 방정식’을 풀면 바람의 방향과 속도의 근삿값이 나옵니다. 어떤 건물을 지었을 때 풍속이 어떻게 변할지 시뮬레이션한 뒤, 적당한 풍속이 나오도록 설계안을 수정하는 거죠.

지금까지 만든 도시가 꿈꿨던 도시와 비슷한가요? 그렇다면 기쁜 일이고, 그렇지 않더라도 실망하지 마세요. 애정을 갖고 살펴본다면 문제를 해결할 방법을 발견할 수 있을 거예요. 지금까지 그랬던 것처럼요!