초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
최근 들어 항공 시스템에 비해 환경성이 우수하고 비용 대비 수송효과가 뛰어난 초고속진공튜브 운송시스템에 대한 관심이 증대되고 있는바, 진공튜브 인프라의 기본설계를 위해 콘크리트, 강재, 복합재료 등 진공튜브구조물의 다양한 재료적 기밀성능을 평가하고 진공펌프의 성능 및 용량과 튜브 구조의 기밀성능과의 관계를 정량화하며 동시에 불연속 이음을 가진 시스템 차원에서의 기밀성 향상 방안을 신뢰성 평가에 의거하여 수립하고자 하는 것이 본 연구의 목표이다.

□ 연구결과
1. 변두께 단면을 가진 튜

□ 연구의 목적 및 내용
최근 들어 항공 시스템에 비해 환경성이 우수하고 비용 대비 수송효과가 뛰어난 초고속진공튜브 운송시스템에 대한 관심이 증대되고 있는바, 진공튜브 인프라의 기본설계를 위해 콘크리트, 강재, 복합재료 등 진공튜브구조물의 다양한 재료적 기밀성능을 평가하고 진공펌프의 성능 및 용량과 튜브 구조의 기밀성능과의 관계를 정량화하며 동시에 불연속 이음을 가진 시스템 차원에서의 기밀성 향상 방안을 신뢰성 평가에 의거하여 수립하고자 하는 것이 본 연구의 목표이다.

□ 연구결과
1. 변두께 단면을 가진 튜브 구조에 대한 공기 투과 흐름식 유도
- 변두께 단면에 대한 미분방정식 전개로 원형 뿐 아니라 사각관 및 타원형, 그리고 외부와 내부의 단면이 다른 튜브 구조의 공기 투과 흐름식을 수학적으로 유도
2. 확률적 접근법을 통한 튜브 기밀성능의 신뢰성 해석
- 펌프재가동 시간의 신뢰성 해석 결과 대수정규분포와 높은 일치성
- 불확실성 고려 시 확정적 해석과 비교할 때 10% 이하의 한계상태 초과확률을 갖기 위해서는 한계상태 값이 최대 37%이 차이 발생
3. 균열 발생에 의한 공기 유입모델의 해석적 개발
- 베르누이 정리를 적용한 균열 공기 투과 모델 유도
4. 실험을 통한 균열발생의 기밀성능 영향 평가
- 휨 균열 발생에 따른 튜브구조 기밀성 변화 고찰
- 기밀성 관련 균열제한기준 수립

□ 연구결과의 활용계획
(1) 학문적 효과 및 활용방안
○ 시스템 차원에서의 등가투기계수 개념 정립으로 추후 미래토목구조 연구분야 창출
○ 다학제간 학문의 융합성 제고
○ 무한공간(외부 대기압)에서 한정된 공간(진공튜브 내부)으로의 유체흐름 이해
(2) 기술적 효과 및 활용방안
○ 초고속튜브철도 시스템 개발을 위한 인프라 분야 기초 요구사항 정립
○ 공기펌프 배치 및 시공 단면 결정, 그리고 시공비 최적화의 기초자료로 사용
○ 화물운송시스템 설계 및 우주개발 시 반드시 동반되어야 할 뉴매틱 운송 등 우주토목분야에 적용
○ 교통수단 이외에 가스저장 및 운송, 원자로 등 고압 및 저압 저장/운송 수단의 기밀성 설계에 활용
(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose & contents
As the super-speed tube train (SSTT) systems is considered as an alternative future transportation system, this study is aimed at airtightness performance evaluation of various materials including concrete, steel, and composite materials for SSTT and establishment of practica

□ Purpose & contents
As the super-speed tube train (SSTT) systems is considered as an alternative future transportation system, this study is aimed at airtightness performance evaluation of various materials including concrete, steel, and composite materials for SSTT and establishment of practical methods for improving the airtightness performance of SSTT with system discontinuity along with the quantification of the relation of the vacuum pump capacity to the air-tightness of the tube structures.

□ Result
1. Derivation of air inflow equation for tube structures with variable thickness
- Deferential equation is solved for description of air inflow into tubes with circular, rectangular, and other variety of sections with varied thickness
2. Reliability analysis of vacuum tube airtightness through probabilistic approach
- Good agreement with log-normal distribution for time to pump reactivation
- As much as 37% difference between the values in the deterministic analysis and the limit state value in the probabilistic analysis.
3. Development of analytical model for air inflow through cracks
- Application of Bernoulli’s principle along with the differential equation for air flow
4. Experimental test for estimation of airtightness of tube structures with cracks
- Monitoring of tube airtightness due to flexural crack propagation
- Establishment of crack limit states regarding airtightness

□ Expected Contribution
(1) Academic contribution
○ Creation of research area on the airtightness performance evaluation of tube structures with cracks
○ Fostering multi-disciplinary research that combines structural engineering and aerodynamics
(2) Industrial contribution
○ Establishment of basic requirements of SSTT system from the infrastructure point of view
○ Acceleration of research on pneumatic system that could be applied to space engineering
(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 7
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 29
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 29
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 29
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 30
• 8. 참고문헌 ... 30
• 9. 연구성과 ... 32
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 33
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 34
• 12. 기타사항 ... 34
• 별첨1. 대 표 연 구 실 적 ... 35
• 별첨2. 세부 목표 관련 증빙 ... 50
• 끝페이지 ... 83