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문제 정의
- 본 연구에서는 둔내 터널에 대해여 터널 내 수소 연료 자동차의 수소 누설 시 수소 확산에 대한 연구를 수행하였다. Fig.
- 본 연구에서는 둔내터널을 대상으로 터널 내부에서 수소 연료 차량의 위치, 터널 환기 속도, 수소 누설 유량에 대하여 수소 확산 거동에 대한 수치해석적인 연구를 진행하였다. 수소의 확산은 스칼라 이송 방정식을 사용하여 모사하였다.
- 본 연구에서는 터널 내부공간에서 수소연료 자동차의 수소 누설로 인한 수소 확산 현상에 대해 수치해석적으로 연구를 수행하고자 한다. 수치해석을 통해 터널 내 수소 분포를 예측하고, 해석 결과는 터널 내 수소 누설에 대한 실험 설계의 기본 자료로 사용될 수 있다.
- 3은 차량의 형상을 나타낸 것으로 수소 누설 노즐은 차량바닥에 위치한다. 터널 내 수소차량의 위치 및 수소누설 정도와 환기 속도와 같은 환경 변화에 따른 해석을 수행함으로써, 수소 누설 특성을 파악하고자 한다. 수행한 해석조건은 수소 연료 자동차의 위치 및 환기조건에 따라 다음과 같이 분류하였으며 Table 1에 나타내었다.
가설 설정
- 그러나 낮은 유속의 유동에서는 압축성 유동으로 해석한 결과가 비압축성 유동해석의 결과와 크게 상이하지 않으며, 추후의 다양한 연구를 위하여 압축성 난류 유동으로 가정하여 계산하였고 k - ε High Reynolds 난류 모델을 이용하였다.
- 제트팬의 간격은 환기시설 설계기준[6]에 따라 180m로 하였으며, 정상 가동 속도를 30 m/s로 하였다. 수소가 누설되면 제트팬은 가동되기 시작하며 가동 시작 후 1분 후 정상 가동 속도에 도달한다고 가정하였으며 이러한 제트팬의 가동 조건을 모사하기 위해 사용자 부 프로그램을 사용하여 제트팬이 설치되는 공간에 시간에 따른 모멘텀 소스를 입력하였다. 5 cm x 5 cm 의 노즐에서 수소 유입 유량은 131 L/min이다.
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