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문제 정의
- 도로터널의 환기 및 제연시스템은 터널내 기류를 효과적으로 제어하는데 그 목적이 있다. 따라서 터널 환기 및 제연시스템이 소기의 성능을 발휘하기 위해서는 도로터널내 열유동 현상에 대한 해석과 대처가 잘 이루어져야 한다.
- 본 논문에서는 상기의 요소중에서 터널내 제트홴의 가동에 의해 생성되는 유동장에 대한 실험 및 수치적 연구방법과 해석결과를 제시하고자 한다. 고속국도에서와 같이 차량의 피스톤 효과가 크고 일방향 구조의 터널에서는 종류식 터널환기시스템(4)이 주로 사용되며, 이러한 종류식 환기시스템에서는 터널내 압력손실을 보충하여 환기량을 확보하는 수단으로 제트홴을 일반적으로 사용된다.
- 본 연구에서는 터널내 설치된 제트홴에 의해 형성되는 터널내부의 유동장을 분석하기 위해서 터널과 제트홴을 이용한 실규모 실험과 동일한 조건에서의 3차원 수치해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 다음과 같다.
- 본 연구에서는 터널내에 설치된 제트홴에 의해 생성되는 유동장을 분석하기 위하여 실규모 실험과 3차원 수치해석을 수행하였다. 실규모 단면의 실험용 터널에 설치된 제트홴의 가동으로 형성되는 기류속도를 측정하였으며 실험과 동일한 조건에 대하여 3차원 비압축성 수치해석을 수행하여 터널내 설치된 제트홴의 수치적 해석기법에 대한 적용성을 분석하였다.
가설 설정
- 0은 유동지배방정식을 유한체적법으로 이산화하며, TurboMachinery의 해석을 위해 전처리, solver 및 후처리에서 전용의 모듈을 제공하고 있다. 본 연구의 대상 유동장은 3차원 비압축성 정상유동으로 가정하였으며, 지배방정식으로 연속방정식과 Reynoldsaveraged Navier-Stokes 방정식을 설정하였다. 대류항과 확산항은 각각 수정된 상류차분법과 중심차분법을 적용하였으며, 난류모델로는 SST(Shear Stress Transportation) 을 사용하였다.
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