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고속전철의 터널입구 형상이 공력특성 및 터널입구 압축파에 미치는 영향

Effect of Tunnel Entrance Shape of High Speed Train on Aerodynamic Characteristics and Entry Compression Wave

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.12 no.6, 2004년, pp.111 - 118  

정수진 (동해대학교 자동차공학과) ,  김우승 (한양대학교 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The work presented in this paper concerns the aerodynamic characteristics and compression wave generated in a tunnel when a high speed train enters it. A large number of solutions have been proposed to reduce the amplitude of the pressure gradient in tunnels and some of the most efficient solutions ...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 고속철도 터널출구에서 발생하는 층격성 소음을 저감시킬 목적으로 5가지의 터널 입 구형상에 대하여 고속전철이 터널 진입 시 터널입 구의 압축파면의 압력구배 및 전철의 공력학적 특성에 미치는 영향을 3차원 유동해석을 통하여 연구 하였다. 해석 결과, 아래와 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 연구에서는 열차의 터널 진입 시 발생하는 충 격성 소음을 억제하기 위한 다양한 터널입구 설계 방법을 통합적 으로 분석 하기 위하여 TGV-K와 유사한 전두부 향상을 지닌 모델을 대상으로 유한요소 법을 사용하여 3차원 압축성 유동해석을 수행하여 터널입구에서의 압축파의 압력구배 및 열차의 공력 특성을 분석하였다.
  • 본 연구에서는 열차의 터널진입 시 충격성 소음 저감 및 승객의 쾌적성 향상을 위해서 Fig. 2와 같은 5가지의 입구형상에 대한3차원 수치해석을 수행하였다. Fig.
  • 본 연구를 수행하기 전에 본 연구에서 사용된 프로그램 및 수치기법의 예측정확도를 검증하기 위하여 기존의 실험 데이터17)를 사용하였다. 실험의 목적은 원추형 의 전두부를 지 닌 발사체가 정지상태에서 106m/s의 속도로 원통으로 진입할 때의 발사체 nose끝에서 의 압력변화를 조사하는 것이다. Fig.

가설 설정

  • 본 연구에서는 터널 내의 유동을 3차원 압축성유 동으로 고려하였다. 열차의 터널 진입을 모사하기 위해서는 격자일부가 상대적 인 움직 임을 가져 야 하 므로 압축성 Euler 방정식에 ALE(Arbitrary Lag- rangian-Eulerian)의 체계를 적용하였으며 이는 아래 와 같이 쓸 수 있다.
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참고문헌 (17)

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