As a railway train enters a tunnel at high speed, a compression wave is formed in front of the train and propagates along the tunnel. The compression wave subsequently emerges from the exit of the tunnel, which causes an impulsive noise. The impulsive noise is closely related to the pressure gradient of the compression wave propagating the tunnel. In order to investigate the characteristics of the compression waves, in the present study an experiment was made using a shock tube. The results show that the strength of a compression wave decreases with the distance from the tunnel entrance and the nonlinear effect of compression wave appears to be significant if strength of the initial compression wave is greater than 7 kPa. Furthermore if the wave pattern is known, attenuation of the compression wave propagating in a tunnel can be reasonably predicted by a theoretical equation considering viscous action and heat transfer in boundary layer.
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. In the purpose of the impulsive noise reduction, the present study tested the effect of porous walls on the compression wave propagating into a model tunnel. Experimental results were obtained using a shock tube with an open end. The results showed that the cavity/porous wall is very effective for the compression wave with a large nonlinear effect. The porosity of 30% is most effective for attenuation and pressure gradient reduction of the compression wave front. Also the impulsive noise reduction increases with increasing the length and height of the cavity, compared with the tunnel equivalent diameter.
본 연구에서는 경기도 일대의 편마암지역 11곳에서 다운홀(down-hole) 탄성파탐사를 이용하여 획득한 탄성파속도를 이용, 편마암지역에서의 탄성파 속도와 동탄성계수와의 상관성을 조사하였다. 연구결과 편마암에서의 탄성파속도의 특성은 $V_s=0.5589{\times}V_p$ 상관관계를 보여준다. 탄성파 속도와 동탄성계수와의 상관관계는 두 개의 군으로 분리된다. 풍화가 진행됨에 따라 첫 번째 군은 암석의 비중에 큰 영향을 받지만 두 번째 군에서는 절리면의 간격에 영향을 받는다. 풍화가 진행됨에 따라 첫 번째 군은 감소하는 경향을 보인다. 경암반에서의 압축파속도($V_p$) 동탄성계수($E_d$, $G_d$, $K_d$)의 상관관계는 선형으로 분석되었지만, 보통암반에서의 압축파속도($V_p$)와 동탄성계수($E_d$, $G_d$, $K_d$)의 상관관계는 2차 함수 포물선 곡선의 형태를 띠는 것으로 분석되었다. 전단파속도($V_s$)와 동탄성계수($E_d$, $G_d$, $K_d$)의 상관관계 또한 압축파속도($V_p$)와 유사한 결과를 보이는 것으로 분석되었다.
The three-dimensional unsteady compressible Full Navier-Stokes equation solver with sliding multi-block method has been applied to analyze three dimensional characteristics of the flow field and compression wave around the high speed train which Is entering into a tunnel. The numerical scheme of AF + ADI was used to efficiently solve Navier-Stokes equations in the curvilinear coordinate system. The vortex formation around the nose region was found and the generation of compression wave due to the blockage effects was observed ahead of the train in the form of plane wave. The three dimensional characteristics of the flow field compared to the analytic results were discussed in detail. The variation of pressure of tunnel wall surface and velocity profile of the train are identified as the train enters into a tunnel. The changes in aerodynamic forces and streamlines of each specific sections are also discussed and presented.
The three-dimensional unsteady compressible Full Navier-Stokes equation solver with sliding multi-block method has been applied to analyze three dimensional characteristics of the viscous flow field and compression wave around the high speed train which is entering into a tunnel. The numerical scheme of AF + ADI was used to efficiently solve Navier-Stokes equations in the curvilinear coordinate system. The vortex formation owing to the viscous interaction around the train was found and the generation of compression wave due to the blockage effects was observed ahead of the train in the form of plane wave. The three dimensional characteristics of the flow field compared to the analytic results were discussed in detail. The variation of pressure of tunnel wall surface and velocity profile of the train are identified as the train enters into a tunnel. The changes in aerodynamic forces and streamlines of each specific sections are also discussed.
본 논문에서는 순환골재에 대하여 구조용 적용성 검증을 목표로 하였으며, 천연골재와 순환골재 치환율에 따른 압축파괴강도와 압축강도증가에 따른 파속도의 상관관계를 비교 분석하였다. 설계기준강도 21, 27, 35MPa에 순환굵은골재 치환율 0, 30, 50, 100%를 적용하여 설계기준강도에 따른 순환굵은골재 치환율의 배합을 총 12가지로 설정하였다. 재령160일까지의 압축파괴강도의 변화를 대기양생 공시체, 수중 양생공시체 그리고 코어공시체를 이용하여 비교하였고, 모의부재(800${\times}$800${\times}$200mm)를 통하여 재령160일까지의 초음파속도를 측정하였다. 압축파괴실험을 통하여 취득한 데이터를 비교해 본 결과 순환굵은골재 치환율에 따른 강도저하현상은 나타나지 않았다. 또한, 재령일에 따른 강도 증가와 함께 파속도도 같이 증가함을 알 수 있었다.
sub-30fs 펄스폭의 상용 Ti:sapphire 레이저시스템에 대한 펄스압축기 및 2차 조화파 발생기를 제작하여 특성을 평가하였다. 그림la에서 82MHz의 주파수로 모드록되는 상용 Ti:sapphire 레이저 (Spectra-Physics Millennia/Tsunami laser)의 출력이 반사경 Ml, M2를 거쳐 펄스압축기에 입사되고 압축되어 나온 펄스가 다시 M6, M7를 거쳐 2차 조화파발생기로 입사되는 2단구조로 설계되었다. 압축기에 입사되기전 평균파워는 파장 800nm에서 520mW로 측정되었으며, 측정된 스펙트럼 반치폭 47nm에 (그림 2a)에 대해 chirp-free sech$^2$t 펄스로 가정할 경우 본 레이저시스템의 변환한계 펄스폭은 14.5fs로 계산된다. (중략)
A helical vane is applied to reduce the magnitude of the impulse wave discharged from the exit of a duct. A shock tube with an open end is used to investigate the effect of the helical vanes on the impulse wave magnitude. Four different types of helical vanes are installed into the low-pressure tube of shock tube. The magnitude of the incident shock wave is varied below 1.25, and the magnitude of impulse wave is measured using a pressure transducer mounted on a wedge probe. Instant images of the impulse wave are obtained by means of the Schlieren optical method. The present experimental results show that the helical vane considerably reduces the magnitude of the impulse wave and the vane effects are more remarkable for stronger incident shock wave.
본 연구에서는 Scream Jet Intake에 발생하는 충격파 경계층에서 속도를 Supersonic에서 Subsonic으로 줄였을 때의 상호작용을 EDISON_CFD로 해석하기로 한다. 이상적인 공기 유동에서 충격파 경계층의 각도를 $15^{\circ}{\sim}20^{\circ}$, $25^{\circ}{\sim}30^{\circ}$, $15^{\circ}{\sim}40^{\circ}$, $25^{\circ}{\sim}50^{\circ}$와 같이 두 개($5^{\circ}$, $25^{\circ}$)의 각도 차이를 두어 이중압축램프에서의 유동현상을 EDISON_CFD로 수행하고 분석하였다.
지반의 동적 변형 특성인 전단파 속도$(V_s)$, 압축파 속도$(V_p)$, 그리고 그에 따른 포아송 비(v)는 내진 설계나 내진 성능 평가 외에도 구조물의 거동 평가에 필요한 매우 중요한 지반 정수이다. 지난 수십 년 동안 이러한 지반 정수를 효율적이고 정밀하게 측정하기 위하여, 여러 가지 공내 탄성파 시험 기법들이 개발 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 가장 신뢰성이 높은 현장 탄성파 기법인 크로스홀 탄성파 시험을 지반 동적 물성 획득 기법으로 선정하였다. 지하수위 존재 여부에 관계 없이 토사뿐만 아니라 암반을 대상으로 크로스홀 시험을 성공적으로 수행할 수 있도록, 연직 시추공 안에서 지반을 대상으로 횡방향 가진이 가능한 스프링식 발진 장치를 개발하고, 두 곳의 기존 항만 부두 부지와 신규 LNG 저장 시설 두 부지로 구성된 국내 세 지역을 대상으로 크로스홀 탄성파 시험을 실시하였다. 대상 부지에서의 개발 발진 장치 적용을 통한 크로스홀 시험으로부터 지표 부근 토사부터 하부 공학적 기반암 및 지진학적 기반암으로 구성된 암반까지의 깊이별 $V_s,\;V_p$ 및 v와 같은 지반 동적 특성을 매우 효율적으로 결정하였으며, 적용 대상 시설물인 기존 항만 부두 시설물의 내진 성능 평가 그리고 신규 LNG 저장 시설물의 내진 설계를 위한 근본 자료로 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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