고속철도 터널에서 경사갱구 입구의 미기압파 저감성능에 관한 연구(I)

Experimental Study on the Slanted Portals for Reducing the Micro-pressure Waves in High-speed Train-tunnel System(I)

고속열차가 터널에 진입할 때 압축파가 터널 내부로 전파된다. 이 압축파와 연관된 터널출구 미기압파는 고속철도 열차-터널 인터페이스에서 발생되는 독특한 물리현상이다. 미기압파를 저감시키는 방법중에 터널 입 출구부에 공기역학적인 구조물을 사용하여 압축파의 시간에 대한 구배를 지연시키는 방법이 있다. 본 연구의 목적은 터널주행 열차모형 시험기로 최적의 경사갱구를 개발하는 것이다. 경사갱구의 경사각도에 따른 시험을 통한 시험결과에서 터널 입구부에 $45^{\circ}$ 경사갱구를 적용했을 때 미기압파 최대 피크값이 19.2 %가 저감되었다. 터널 입 출입구 양쪽에 $45^{\circ}$ 경사갱구를 적용할 경우는 41.2% 저감되었다. 또한 터널 입 출입구 양쪽에 $30^{\circ}$ 경사갱구를 적용할 경우는 미기압파 최대 피크값이 34.6% 저감되었다.

The compression wave produced when a high-speed train enters a tunnel propagates along the tunnel ahead of the train. The micro pressure wave related to the compression wave is a special physics phenomena created by high-speed train-tunnel interfaces. A among methods for the purpose of reducing the micro pressure wave is to delay the gradient of the compression wave by using aerodynamic structures. The objective of this paper is to determine the optimum slanted portal using the moving model rig. According to the results, the maximum value of micro pressure wave is reduced by 19.2% for the $45^{\circ}$ slanted portal installed at the entrance of the tunnel and reduced by 41.9% for the $45^{\circ}$ slanted portals at the entrance and exit of the tunnel. Also it is reduced by 34.6% for the $30^{\circ}$ slanted portals installed at the entrance and exit of the tunnel.