Analysis of Cooling Air Current and Efficiency of Air Conditioning in the Underground Subway Station with Screen-Door Opening and Closing

Numerical prediction methods were applied to investigate the turbulent air currents and air-conditioning efficiency in an underground subway station, and the results compared to experimental data. The Shin-gumho Station($8^{th}$ floor underground and 43.6m in depth) in Seoul was selected for the analysis. The entire station was covered for simulation and the ventilation mode was ordinary. The ventilation diffusers were modeled as 95 square shapes of $0.6m{\times}0.6m$ in the lobby and as 222 square shapes in the platform. Cooling air of $47,316m^3/h$ was supplied and the returned air of $33,980m^3/h$ is exhausted in the lobby and the cooling air of $33,968m^3/h$ is supplied and the returned air of $76,190m^3/h$ was exhausted in the platform which is the same as the experimental data. The cases of the screen-door-closed and open were respectively investigated. A total of 7.5million grids were generated and the whole domain divided into 22 blocks for MPI efficiency of calculation. Large eddy simulation (LES) was applied to solve the momentum and energy equation.

도시철도 역사 스크린 도어 개폐에 따른 냉방 기류 해석 및 효율 비교 분석

도시철도 지하역사 냉방 기류 및 냉방 효율을 조사하기 위하여 수치해법을 이용하여 해석하고 현장 실험 결과와 비교하여 분석하였다. 해석 대상 역사로는 지하 8층의 깊이 43.6m인 서울 5호선 신금호 역사를 선정하였다. 전체 역사를 해석 영역으로 하였으며, 공조기 모드는 평상시 모드로 고정시켰다. 냉방 공조를 위하여 대합실 천정에 총 94개의 정사각형($0.6m{\times}0.6m$) 환기구를 모델하였으며, 승강장은 총 222개의 환기구가 승강장 천정에 모델되었다. 대합실에서 급기되는 공기는 $47,316m^3/h$, 배기되는 공기량은 $33,980m^3/h$이며, 승강장에서 급기되는 공기는 $33,968m^3/h$, 배기되는 공기량은 $76,190m^3/h$로 현장의 풍량을 반영하였다. 승강장에서 스크린도어(PSD)는 닫힌 경우와 열린 경우 각각을 조사하였다. 총 750만개의 격자가 사용되었으며, 전체 영역을 22개의 다중 블록으로 나누어서 계산하고, MPI를 이용하여 각각의 블록에서 계산된 결과를 교환하였다. LES 기법을 이용하여 운동량 방정식 및 에너지 방정식을 계산하였다.