초록 ▼

열차가 고속으로 터널에 돌입하게 되는 경우, 터널출구에서 충격음에 가까운 소음이 발생하여 선로부변에 위치하는 구조물의 진동은 물론 주민생활에 심삭한 소음공해를 야기시킨다. 터널출구에서 발생하는 충격성 소음은 종래의 열차의 소음과는 성질이 전혀 다른 것으로, 소음의 발생 및 전파기구 등을 이해하기 위해서는 터널내부에서 발생하는 압축파의 전파거동이 알려져야 한다. 최근 고속열차에 대한 관심이 고조되면서 터널소음에 대한 저감대책이 공학적인 문제로 부상하고 있으며, 이와 같이 고속철도 터널출구에서 발생하는 충격성 소음은, 특히

열차가 고속으로 터널에 돌입하게 되는 경우, 터널출구에서 충격음에 가까운 소음이 발생하여 선로부변에 위치하는 구조물의 진동은 물론 주민생활에 심삭한 소음공해를 야기시킨다. 터널출구에서 발생하는 충격성 소음은 종래의 열차의 소음과는 성질이 전혀 다른 것으로, 소음의 발생 및 전파기구 등을 이해하기 위해서는 터널내부에서 발생하는 압축파의 전파거동이 알려져야 한다. 최근 고속열차에 대한 관심이 고조되면서 터널소음에 대한 저감대책이 공학적인 문제로 부상하고 있으며, 이와 같이 고속철도 터널출구에서 발생하는 충격성 소음은, 특히 우리나라에서 현재 건설중인 고속철도 터널의 설계에 고려되어야 할 중요한 문제로 사려된다.본 연구에서는 고속철도 터널에서 발생하는 압축파의 전파특성과 충격성 소음의 발생기구를 조사하기 위하여, 충격파관을 이용한 모사실험, 이론해석, 수치게산을 수행하였다.그 결과 압축파는 터널내를 전파함에 따라 감쇠와 비선형현상이 발생하게 되며, 이들은 터널출구에서 발생하는 충격성 소음과 관련된다는 것을 알았다. 터널출구에서 발생하는 충격성 소음은 터널내를 전파하는 압축파의 강도, 파면의 압력구배 등 압축파의 전파특성과관계되며, 더욱이 이러한 압축파는 열차의 주행속도에 의존한다는 것을 알았다. 또 터널출구에서 발생하는 충격성 소음을 저감시키기 위해서 터널출구에 피동적 소음기를 적용하였으며, 터널내부에는 수직갱 및 다공벽 등을 적용하여, 압축파의 제어를 시도하였다. 그 결과터널출구에 설치하는 피동적 소음기는 충격성 소음의 저감에 효과적이지 못하다는 것을 알았다. 그러나 터널내부에 수직갱 또는 다공벽을 설치하는 경우에는 충격성 소음은 상당히경감될 수 있다는 것을 알았다.본 연구의 결과들은 터널출구에서 발생하는 충격성 소음을 저감시키기 위하여 현재 건설중인 고속철도의 터널에 적용될 수 있으며, 터널내에서 발생하는 비정상 압력변동 및 공기저항의 변동 등을 완화하는데도 이용될 수 있으므로, 그 활용가치가 매우 높을 것으로 기대된다.

Abstract ▼

As a railway train enters a tunnel at high speed, acompression wave is formed in front of the train and propagates along the tunnel.The compression wave subsequently emerges from the exit of the tunnel, which causesthe impulsive noises that are seriously threatening our environment.

As a railway train enters a tunnel at high speed, acompression wave is formed in front of the train and propagates along the tunnel.The compression wave subsequently emerges from the exit of the tunnel, which causesthe impulsive noises that are seriously threatening our environment. Therefore theproblem of the impulsive noises emitted from the tunnel exit must be resolved beforewe drive the speedup of the high-speed railway trains. The previous studies statethat the impulsive noise is closely related to the pressure gradient of the compressionwave generated by the train propagating into the tunnel and the train speed. Thetrain speed is thus limited by the impulsive noises unless we get to make a propermeans of noise reduction. In order to find an effective way of noise reduction, wehave carried out a variety of experiments using a model tunnel and also theoretical andnumerical calculations, and we have found that the impulsive noises at the exit of tunnelcould be reduced by attenuating the compression wave in the tunnel or alleviating thepressure gradient of the compression wave front.In the present study, we investigated the methods of a passive control to attenuateor alleviate the compression wave propagating a model tunnel. An open-ended shocktube was employed as a model tunnel. The both side walls of tunnel includes bleedholes or porous walls. A variety of type of the silencers was applied to the exit ofthe tunnel. Experiments were consisted of the wall pressure and noise levelmeasurements. The present results showed that the impulsive noises could beconsiderably reduced by bleed ducts or porous walls, but the exit silencers would beless effective for the impulsive noise reduction. The results of theoretical andnumerical calculations were well agreed with the experiment results. The presentresults would be a valuable guide in designing and constructing the real high-speedrailway tunnels.

목차 Contents

• 1. 서론...6
• 2. 연구방법...7
• 3. 이론...15
• 4. 결론...21
• 인용문헌...26
• 연구수행관련 논문발표목록서...32