초록 ▼

∙ 전산해석 결과와 항공우주연구원의 개방형 시험부의 실험결과를 통해서 주요 소음원 및 공력저항의 원인을 파악함
∙ 전산해석을 통해서 기존 싱글암 팬터그래프의 팬헤드 형상 및 암 형상 최적화 설계
∙ 최적설계를 수행한 팬터그래프 설계안을 바탕으로 풀스케일 팬터그래프 시험모델을 제작함
∙ 팬터그래프의 소음시험을 위해서 400km/h급 폐쇄형 시험부를 구축함
∙ 항공우주연구원의 폐쇄형시험부에서 최적설계된 팬터그래프 모델의 실험을 수행하고 동일한 조건에서 전산해석을 수행하여 전산해석의 정확성을 파악함
∙ 폐쇄형시

∙ 전산해석 결과와 항공우주연구원의 개방형 시험부의 실험결과를 통해서 주요 소음원 및 공력저항의 원인을 파악함
∙ 전산해석을 통해서 기존 싱글암 팬터그래프의 팬헤드 형상 및 암 형상 최적화 설계
∙ 최적설계를 수행한 팬터그래프 설계안을 바탕으로 풀스케일 팬터그래프 시험모델을 제작함
∙ 팬터그래프의 소음시험을 위해서 400km/h급 폐쇄형 시험부를 구축함
∙ 항공우주연구원의 폐쇄형시험부에서 최적설계된 팬터그래프 모델의 실험을 수행하고 동일한 조건에서 전산해석을 수행하여 전산해석의 정확성을 파악함
∙ 폐쇄형시험부 실험조건과 동일한 조건에서 기존 싱글암 팬터그래프의 전산해석을 수행하여 최적설계된 팬터그래프의 공력성능 및 공력소음 저감을 확인함
∙ 1/20 스케일 HEMU-430X 모델을 이용한 풍동시험 결과와 전산해석 결과로부터 팬터그래프 전방경계조건은 열차운행속도의 80%에 해당하는 속도로 제시하고 팬터그래프 관련 국제기준에 대한 분석을 수행하여 운용조건을 제시함
∙ HEMU-430X 속도별 환경 소음 Array 측정결과를 분석하여 팬터그래프에서 발생하는 소음 주파수 대역을 확인하고, 팬터그래프 상승/하강 시 환경소음을 비교 측정하여 300 km/h 주행 시 팬터그래프에 의한 소음 기여율을 확인
∙ 소음 Array 측정 및 환경소음을 측정하여, 실차에서 350km/h 주행 중 300~ 500Hz 대역이 팬터그래프의 주 소음 주파수임을 확인하였고, 이에 따른 최적설계 팬터그래프 적용 시 환경소음은 최대 1.6dB(A) 저감 가능할 것으로 평가
∙ 공력최적설계 팬터그래프 (Arm 질량 및 팬헤드 질량 변화)의 동특성 및 집전성능을 해석을 통하여 분석하였고 그 결과 최적설계에 따른 질량의 변화가 집전성능 및 동특성에 큰 영향을 주지 않는 것을 확인하였음.

Abstract ▼

Ⅲ. Research Items and results
◎ Build aerodynamic noise and aerodynamic performance characteristics of existing single arm pantograph
◎ Analysis upper boundary layer of existing train
◎ Draw inlet condition of pantograph
◎ Panhead design optimization for aerodynamic noise and drag re

Ⅲ. Research Items and results
◎ Build aerodynamic noise and aerodynamic performance characteristics of existing single arm pantograph
◎ Analysis upper boundary layer of existing train
◎ Draw inlet condition of pantograph
◎ Panhead design optimization for aerodynamic noise and drag reduction by computational analysis
◎ Pantograph arm design optimization for aerodynamic noise and drag reduction by computational analysis
◎ Pantograph arm knee design for aerodynamic noise and drag reduction by computational analysis
◎ Draw aerodynamic noise proportion of pantograph
◎ Development of closed test section for aerodynamic performance and aerodynamic noise test
◎ Build aerodynamic noise and aerodynamic performance characteristics of optimized pantograph
◎ Performance evaluation of full-scale optimized pantograph model
◎ Simulation quality of current collection and dynamic characteristic of optimized pantograph
◎ Comparison vehicle noise measurement with noise measurement by wind tunnel test

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제1장 연구개발과제 개요 ... 10
• 1절 연구개발 개요 ... 10
• 2절 연구개발 필요성 ... 11
• 3절 연구개발의 목표 및 내용 ... 13
• 4절 국내외 연구개발 실적 및 기술·산업현황 ... 19
• 제2장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 28
• 1절 연차별 연구개발결과 요약 ... 28
• 2절 1차년도 연구 수행 내용 및 결과 ... 31
• 3절 2차년도 연구 수행 내용 및 결과 ... 212
• 4절 3차년도 연구 수행 내용 및 결과 ... 302
• 제3장 최종 연구성과 및 적용실적 ... 505
• 1절 연구개발 핵심성과 ... 505
• 2절 핵심성과별 세부설명 ... 505
• 3절 주요 연구성과 ... 520
• 4절 기술실시 및 적용사례 ... 524
• 5절 기술개발성과의 국내외 시장전망 ... 525
• 제4장 연구목표 달성 및 효과 ... 531
• 1절 연구개발 최종목표 달성도 ... 531
• 2절 연구개발 성과의 기술적 효과분석 ... 534
• 3절 연구개발 성과의 경제적 효과분석 ... 535
• 4절 연구개발 성과의 정책적 효과분석 ... 536
• 제5장 연구성과의 활용 및 추가연구 필요성 ... 537
• 1절 연구성과 향후 활용방안 ... 537
• 2절 추가연구 필요성 ... 537
• 제6장 참고문헌 ... 539
• 제7장 부록 ... 543
• 1절 정량적 성과와 정성적 성과 ... 543
• 2절 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 548
• 3절 3차년도 최적설계 팬터그래프 풍동시험 결과 ... 553
• 끝페이지 ... 633