공기 압력 제어 덕트를 이용한 철도 터널 내 공기 압력 저감에 대한 수치해석 연구

Abstract

최근에는 세계 여러 나라에서 고속철도 건설에 대한 계획이 증가하고 있으며, 국내의 경우 수도권 광역 급행철도(GTX)와 같은 대심도 지하 교통망의 건설이 추진되고 있다. 열차가 고속으로 주행할 경우 발생하는 공기 저항을 최소화하기 위하여 열차의 선두부는 유선형으로 설계된다. 열차가 터널 내로 진입할 때, 터널 내에서 발생하는 공기 저항으로 인하여 열차 내 승객은 이명감과 같은 불편함을 느끼게 된다. 이러한 이명감을 감소시키기 위해서는 터널 내에서 발생하는 공기역학적 특성을 고려하여 터널의 단면적을 선정하여야 한다. 이 연구에서는 터널 내에서 열차의 고속 주행을 위해 필요한 공기 압력 제어 시스템이 이명감 감소에 미치는 효과를 분석하기 위하여 1차원 네트워크 모델링 프로그램인 THERMOTUN을 이용하여 공기압 분포에 대한 1차원 네트워크 수치해석을 수행하였다. High-speed trains have been developed widely in many countries in order to transport a large quantity of people and commodities rapidly. When a high speed train enters a tunnel, aerodynamic resistance is generated suddenly. This resistance causes micro pressure wave and discomfort to passengers. Therefore, it is essential to incorporate a pressure relief system in a tunnel and streamlined shape of a train in order to reduce aerodynamic resistance caused by a high-speed train. Additionally, the cross-sectional area of a tunnel should be carefully determined to reduce discomfort of passengers. A pressure relief duct and a vertical shaft are representative measures in a tunnel. This study represents the effect of pressure relief ducts in order to alleviate pressure changes within a time period in a tunnel. One-dimensional network numerical simulations were carried out in order to estimate the effect of pressure relief systems.