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차량 전복 안전성에 끼치는 열차 풍압의 파라메타 연구
Parametric Study of the Effects of Train Wind on Turnover Safety 원문보기

한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, v.12 no.6 = no.55, 2009년, pp.961 - 966  

남성원 (한국철도기술연구원, 철도환경연구실)

초록
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고속 철도 건설시, 선로중심 간격 및 시공기면폭의 감소는 건설 비용의 절감을 가져온다. 그러나, 선로중심간격의 축소는 열차 주행 풍압의 증가로 여러 가지 안전성 문제를 야기 할 수 있으므로 기술적 검토와 공기 역학적 연구가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 호남고속철도에 적합한 선로 중심 간격을 검토하는데 필요한 차량 주행 안전성을 해석하기 위하여 선로중심 간격 변화로 인한 교행 열차 풍압을 예측하였으며, 차량 전복 안전성에 끼치는 열차 풍압의 영향에 대한 파라메타 연구를 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

When constructing a high-speed railroad, the reduction of the distance between track centers and the width of track bed will save the construction cost. However the shortening the distance between track centers may cause the stability problems due to higher wind pressure. Therefore the extensive tec...

주제어

#열차 풍압   #공력 영향   #고속 열차   #주행 안전성  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 前報[4,5]에서 구한 열차풍압의 영향을 받는 고속열차 주행 안전성에 미치는 주요 인자인 열차속도, 강풍, 선로 중심 간격, 차량 중심 높이, 차량 중량, 차량 측면적, 곡선 반경, 캔트 높이의 변화에 대하여 검토하였으며, 이러한 인자들이 차량 전복 안전성에 끼치는 영향을 정성적 및 정량적으로 분석하여 각각의 경우에 대하여 차량에 작용하는 합력의 작용점을 구하고자 함이 목적이다.
  • 본 연구에서는 고속 열차가 교행할 때에 받는 열차 풍압이 열차 주행 안전성에 끼치는 영향에 대하여 검토하였다. 열차에 작용하는 외력의 작용점 거리를 ①곡선 통과 중 외측 열차가 횡풍과 교행 열차풍을 받는 경우, ②평탄선로를 주행중 횡풍과 교행 열차풍을 받는 경우, ③곡선에 내측 열차가 정차한 상태에서 횡풍과 교행 열차풍을 받는 경우로 구분하여 각각에 대한 주요 파라메타의 변화에 대하여 정량적 및 정성적으로 분석하였다.

가설 설정

  • 본 연구에서 고려한 강풍의 속도 범위는 0m/s~40m/s로 가정하였다. 강풍의 속도가 증가하면 경우①, ②, ③ 모두, 차체에 작용하는 합력의 작용점 거리가 증가하나, 경우③에서는 풍속이 23m/s를 넘으면 안전율 2에 대한 가이드라인을 초과하게 된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
철도차량에 작용하는 횡압력의 증가가 미치는 영향은? 차량 속도가 증가되거나 선로간 간격이 좁아지면 교행시 발생하는 열차풍의 크기가 증가하며, 증가된 열차 풍압은 차체에 횡압력으로 작용하여 좌우진동 또는 차체의 롤링 모멘트를 가중시킨다. 정해진 궤도 위를 차륜으로 주행하는 철도차량의 특성상, 횡압의 증가는 승차감뿐만 아니라 차량 탈선에 큰 영향을 끼친다. 해외의 고속철도의 선로 중심간격은 대부분 4.
고속 철도 건설시 선로중심 간격 및 시공기면폭의 감소의 효과는? 고속 철도 건설시, 선로중심 간격 및 시공기면폭의 감소는 건설 비용의 절감을 가져온다. 그러나, 선로중심간격의 축소는 열차 주행 풍압의 증가로 여러 가지 안전성 문제를 야기 할 수 있으므로 기술적 검토와 공기 역학적 연구가 수행되어야 한다.
열차 풍압이 증가하면 차체에 어떤 영향을 미치는가? 그러나, 선로 중심 간격의 감소는 차량 뿐만 아니라 철도 종사원의 안전에 직결되므로 다양한 영향에 대하여 검토한 후 결정하여야 한다. 차량 속도가 증가되거나 선로간 간격이 좁아지면 교행시 발생하는 열차풍의 크기가 증가하며, 증가된 열차 풍압은 차체에 횡압력으로 작용하여 좌우진동 또는 차체의 롤링 모멘트를 가중시킨다. 정해진 궤도 위를 차륜으로 주행하는 철도차량의 특성상, 횡압의 증가는 승차감뿐만 아니라 차량 탈선에 큰 영향을 끼친다.
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참고문헌 (6)

  1. A. Robert(2002). “Measurement of the aerodynamic pressures produced by passing trains,” Proc. 2002 ASME/IEEE Joint Rail Conf., pp.1-8 

  2. B. P. Rochard(2000), “A Review of methods to measure and calculate train resistances,” IMechE, Vol. 214, part F, pp.185-199 

  3. UIC code 779-1(1996), “Effect of the slipstream of passing trains on structures adjacent to the track.” 

  4. 남성원, 권혁빈(2007), “로 중심간격 설정을 위한 실차 실험을 통한 공력 영향 연구,” 한국철도학회논문집, 제 10권, 제 5호, pp. 487-491 

  5. 남성원, 권혁빈, 남윤수(2008), “KTX 열차 풍압 특성을 측정하기 위한 선로변 현장 실험 연구,” 한국철도학회논문집, 제 11권, 제 6호, pp.575-580 

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  6. 한국철도기술연구원(2007), “호남고속철도 선로 중심간격 설정을 위한 공기역학적 검토,” pp.74-77 

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