• 한국철도학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.436-441
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• 2012

열차가 터널에 고속으로 진입하면, 압력파가 발생한다. 열차 선두부의 진입에 의하여 발생한 압축파는 터널을 따라 진행되어 터널 출구에서 반사되어 팽창파로 되돌아오며, 후미부의 진입에 의하여 발생한 팽창파도 터널을 따라 전파되어 터널 출구에서 압축파로 반사되어 터널 입구로 되돌아 온다. 열차 선두부 및 후미부에 의하여 발생한 이러한 압력파는 터널 입구 및 출구에서 각각 반사되어 터널 내부를 왕복하며, 차량 객실에 탑승한 승객들에게는 이명감을 일으키고, 터널 출구에서는 환경소음의 일종인 미기압파를 발생시킨다. 터널에서의 큰 압력 변동은 터널의 최적 단면적 설계에도 주요 인자로 고려되고 있으며, 차체의 반복 피로 하중으로 작용하므로, 이에 대한 정량적 및 정성적 분석이 필요하다. 본 연구에서는 고정 격자계를 이용한 특성 해법을 개발하였으며, KTX를 이용한 실차 시험 결과와 비교하였으며, 해석 결과는 시험 결과와 잘 일치하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.51-68
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• 2008

고속열차의 터널 진입시 발생하는 압력파는 압축파의 형태로 터널내부를 전파하여 터널출구에 도달할 때에는 펄스형태의 충격성 압출파로 방사된다. 터널에서 방사된 압축파는 특정한 방향으로 전파되는 것이 아니라 전방향으로 확산되며, 압축파의 크기가 크면 주변 환경에 대한 환경소음 및 진동문제를 야기하게 되는데, 이를 미기압파(Micro Pressure wave)라 한다. 이러한 미기압파는 열차의 주행속도, 터널연장, 터널 및 열차의 단면적 등에 의존하므로 고속철도 터널의 적정단면을 결정하기 위하여 반드시 고려해야 된다. 이에, 본 논문에서는 호남고속철도 단면결정사례를 통하여 단면규모별 수치해석결과에 의한 미기압 기준 만족여부 및 최적단면선정과정을 소개하였다. 호남고속철도의 단면결정사례에서는 경부고속철도 화신 5 터널에서 터널내 압력 및 터널 출구에서의 미기압을 실측하여, 수치시뮬레이션의 입력조건으로 사용된 각종 매개변수 등의 적정성을 비교 검증하였으며, 모형실험을 통하여 합리적인 미기압과 저감대책을 제시하였다.

• 한국항만학회지
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• 제10권1호
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• pp.37-51
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• 1996

2차의 섭동법과 경계요소법에 기초한 시간영역해석법은 불규칙파의 파동장에 있어서 파-구조물의 비선형간섭을 해석할 수 있는 해석법이지만. 파와 구조물의 운동이 정상상태에 도달하기까지 시간스텝으로 계산을 수행하여야 하므로 계산시간이 매우 길어지고, 각 성분파와 그에 의한 운동요소를 평가하는 것이 어렵다. 반면에 주파수영역해석법은 계산시간이 짧고, 각 성분요소들의 변화특성을 쉽게 판단할 수 있지만, 불규칙파동장으로의 적용이 현실적으로 어렵다는 단점을 가진다. 본 연구에서는 잠제 등에 대해서 전개되어 있는 주파수영역해석법을 임의형상의 부체 구조물에 대해 새롭게 수식의 전개를 수행하고, 압축공기주입 부체구조물에 적용하여 실험 및 이론해석결과로부터 그의 타당성을 확인한다. 이 때 압축공기의 거동은 Boyle법칙을 사용하여 평가한다.

• 대한교통학회지
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• 제22권6호
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• pp.77-88
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• 2004

본 연구는 고속도로 구간의 돌발상황 검지 모형에서 돌발상황과 비슷한 특성으로 오경보를 일으키게 되는 유사 돌발상황의 하나인 압축파 상태를 검지하기 위한 모형의 개발에 있다. 연구는 현재 고속도로 교통관리시스템(FTMS)에 사용되는 다목적 돌발상황 검지 모형(APID)의 압축파 검사를 기반으로 이를 압축파 검사를 수행하지 않는 타 모형(DES, DELOS)에 적용가능하도록 모듈화시켜 오경보 발생건수가 감소하는지 확인하는 과정으로 수행되었다. 평가에 있어서는 모형의 민감도 측면에 초점을 두고 polling cycle별로 분석을 수행하였으며 각 polling cycle별로 모형이 교통상황을 얼마나 반영하는지에 대하여 평가하였다. 또한 기존, 개발 모형들에 대한 전반적인 검지율와 오검지율, 평균 검지시간을 산정하도록 하였다. 개발 모형을 적용한 결과 혼잡상태에서 발생하는 오경보 횟수가 상당부분 감소하여 오검지율이 개선되었으며 검지율, 평균검지시간에는 큰 변화가 없었다. 따라서 본 모형을 이용하여 실제 고속도로 교통 관리 시스템에도 적용시 개선효과를 얻을 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.169-175
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• 2011

콘크리트에서 강도는 콘크리트의 물리적 특성을 평가할 수 있는 중요한 인자 중 하나이며 콘크리트에 가장 많은 부피를 차지하는 것이 골재이다. 또한 시멘트는 콘크리트 만드는 결합재로서 이 역시 강도와 매우 밀접한 관계가 있다. 이러한 골재와 시멘트의 특성이 콘크리트 압축강도와 전단파 속도의 상관관계에 미치는 영향을 파악하고자 굵은 골재 최대치수와 시멘트 종류별로 실험을 실시하였다. 시멘트는 1종 시멘트와 초속경 시멘트를 사용했고, 골재는 서로 다른 지역의 3가지 골재를 사용하였다. 골재의 입도는 굵은 골재 최대치수 19mm와 13mm의 단입도 골재를 사용하여 동일 배합시 압축강도와 전단파 속도의 상관관계를 살펴보았다. 또한 골재의 특성을 정량화 하고자 LA마모시험을 실시하였다. 그 결과 압축강도와 전단파 속도의 상관관계는 시멘트 종류에 따라 달랐으나, 골재의 종류, 입도 및 마모감량에 관계없이 일정한 상관성을 보이는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2315-2325
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• 1996

A compression wave is attenuated or distorted as it propagates in a tube. The present study investigated the propagation characteristics of the compression waves which are generated by a train in a high-speed railway tunnel. A Total Variation Diminishing (TVD) difference scheme was applied to one-dimensional, unsteady viscous compressible flow. The numerical calculation involved the effects of wall friction, heat transfer and energy loss due to the friction heat in the boundary layer behind the propagating compression wave, and compared with the measurement results of a shock tube and a real tunnel. The present results show that attenuation of the compression wave in turbulent boundary layer is stronger than in laminar boundary layer, but nonlinear effect of the compression wave is greater in the laminar boundary layer. The energy loss due to the frictional heat had not influence on attenuation and distortion of the propagating compression waves.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권2호
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• pp.234-242
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• 1999

Flow phenomena such as the pressure transients Inside a high-speed railway tunnel and the Impulsive waves at the exit of the tunnel are closely associated with the characteristics of the entry compression wave, which is generated by a train entering the tunnel. Tunnel entrance hood may be an effective means for alleviating the Impulsive waves and pressure transients. The objective of the current work is to explore the effects of the train nose shape and the entrance hood on the characteristics of the entry compression wave. Numerical calculations using the method of characteristics were applied to one-dimensional, unsteady, compressible flow field with respect to high-speed railway/tunnel systems. Two types of the entrance hoods and various train nose shapes were employed to reveal their influences on the entry compression wave for a wide range of train speeds. The results showed that the entry compression wave length increases as the train nose becomes longer and the train speed becomes lower. The entry compression wave length in the tunnel with hood becomes longer than that of no hood. Maximum pressure gradient in the compression wavefront reduces by the entrance hood. The results of the current work provide useful data for the design of tunnel entrance hood.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1139-1148
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• 1997

Compression waves propagating in a high-speed railway tunnel develops large pressure fluctuations on the train body or tunnel structures. The pressure fluctuations would cause an ear discomfort for the passengers and increase the aerodynamic resistance of trains. As a fundamental research to resolve the pressure wave phenomenon in the tunnel, experiments were carried out by using a shock tube with an open end. A blockage to model trains inside the tunnel was installed on the lower wall of shock tube, thus forming a sudden cross-sectional area reduction. The compression waves were obtained by the fast opening gate valve instead of a conventional diaphragm of shock tube and measured by the flush mounted pressure transducers with a high sensitivity. The experimental results were compared with the previous theoretical analyses. The results show that the ratio of the reflected to the incident compression wave at the sudden cross-sectional area reduction increases but the ratio of the passing to the incident compression wave decreases, as the incident compression wave becomes stronger. This experimental results are in good agreements with the previous theoretical ones. The maximum pressure gradient of the compression wave abruptly increases but the width of the wave front does not vary, as it passes over the sudden cross-sectional area reduction.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1095-1104
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• 1997

When a high-speed railway train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of the train and propagates along the tunnel, compressing and accelerating the rest air in front of the wave. At the exit of the tunnel, an impulsive wave is emitted outward toward the surrounding, which causes a positive impulsive noise like a kind of sonic boom produced by a supersonic aircraft. With the advent of high-speed train, such an impulsive noise can be large enough to cause the noise problem, unless some attempts are made to alleviate its pressure levels. For the purpose of the impulsive noise reduction, the present study investigated the effect of a vertical bleed duct on the compression wave propagating into a model tunnel. Numerical results were obtained using a Piecewise Linear Method and testified by experiment of shock tube with an open end. The results showed that the vertical bleed duct reduces the maximum pressure gradient of compression wave front by about 30 percent, compared with the straight tunnel without the bleed duct. As the width of the vertical bleed duct becomes larger, reduction of the impulsive noise is expected to be greater. However the impulsive noise is independent of the height of the vertical bleed duct.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권11호
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• pp.1403-1412
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• 1997

When a high-speed railway train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of the train and propagates through the tunnel, compressing and accelerating the rest air in front of the wave. At the exit of the tunnel, an impulsive wave is emitted outward toward the surrounding, which causes a positive impulsive noise like a kind of sonic boom produced by a supersonic aircraft. With the advent of high-speed train, such an impulsive noise can be large enough to cause the noise problem, unless some attempts are made to alleviate its pressure levels. In the purpose of the impulsive noise reduction, the present study calculated the effect of porous walls on the compression wave propagating into a model tunnel. Two-dimensional unsteady compressible equations were differenced by using a Piecewise Linear Method. Calculation results show that the cavity/porous wall system is very effective for a compression wave with a large nonlinear effect. The porosity of 30% is most effective for the reduction of the maximum pressure gradient of the compression wave front. The present calculation results are in a good agreement with experimental ones obtained previously.