• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.269-285
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• 2014

터널내의 NVP(자연환기력)은 환기 및 방재시스템 설계시 중요성에도 불구하고, 측정 및 정량화의 어려움으로 인해 관련 연구가 극히 제한적이었다. 본 연구에서는 터널 환기시스템의 최적 설계를 위하여 지형 및 기상학적 자료를 이용한 국내 터널내 작용하는 NVP을 정량화함으로써 궁극적으로는 정량화 및 적용 설계지침의 마련을 목적으로 하였다. 국내 주요 노선상의 22개 터널을 분석대상으로 하였다. 기상자료에 기초한 NVP의 범위는 20~140 Pa이며, 지형자료에 기초한 경우는 20~200 Pa로 추정되었다. 터널내 제트팬의 대당 승압력이 10~15 Pa인 점을 감안하면, NVP는 제트팬 1대 이상의 영향력을 가지고 있음을 의미하므로 터널의 경제적이고 안전한 설계를 위해서는 NVP의 정량화 및 적용이 반드시 필요함을 알 수 있다. NVP의 크기 결정에 영향을 미치는 변수중, 터널 입출구 갱구사이의 기압차가 가장 중요한 변수이며 기여도는 평균 61%, 그리고 외풍에 의한 갱구면 작용 압력이 22%, 공기 밀도차에 의한 굴뚝효과가 17%의 기여도를 보인다.

• 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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• 한국조명전기설비학회 2004년도 학술대회 논문집
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• pp.105-109
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• 2004

우리나라 지형의 특성은 약 70%가 산으로 이루어져 있다. 이러한 지형적 여건은 교통과 관련된 사회간접 자본의 증가로 이어지며, 최근에는 산업의 발전에 힘입어 교통량의 증가와 물류비용의 절감을 목적으로 철도 및 도로의 건설시 터널의 계획 및 시공이 증가되고 있는 추세이다. 이에 따라 터널의 환경개선과 화재시 제연을 목적으로 설치되는 제트팬(Jet Fan)의 용량이 차지하는 전기적 비중이 높아지고, 전압강하에 대한 손실율이 증가되고 있다. 따라서 제트팬의 설치시 배치방법과 터널의 길이에 따른 전기실 배치를 Case 별로 분류하여 전압강하를 계산하고 분석하여 가장 효율적이며 경제적인 방안을 연구하고 정리하여 향후 설계시 기초자료를 제공하고자 하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.59-64
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• 2010

To analyze the three-dimensional flow in tunnel caused by operation of jet fan, both experimental and computational studies have been conducted. The experimental analysis of tunnel flow induced by jet fan is conducted on a real-scale apparatus with jet fan and tunnel, and air velocity at the monitoring points is measured for variation of fan's RPM. The three-dimensional numerical analysis including tunnel and jet fan is carried out for the same geometric configuration as the experimental analysis. The experimental and computational results are compared to examine the applicability of the numerical method.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2765-2770
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• 2008

The purpose of tunnel ventilation system for long road tunnels is to keep certain levels of Visibility Index and the concentration of CO. Additional equipments such as jet fans are used in road tunnel to discharge pollutants in the road tunnel. The control algorism of tunnel ventilation system takes the value of sensors as input, and then gives the operation method of jet fans in tunnel as output. Information on the variation of CO concentration in tunnel when jet fans are running is needed to minimize their operation time. Numerical analysis is used in this paper because of the difficulty of conducting experiments under standard condition for ventilation of road tunnel. The concentration of CO has been calculated by using 3-dimensional CFD under transient condition with speed of cars, quantity of air ventilation, and the results for various operation position of jet fans are compared.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2000년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.287-292
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• 2000

최근에 각종 SOC사업이 본격화되면서 고속도로망 및 도시교통망 확충이 가속화되어 장대 터널이 급증하고 있을 뿐만 아니라 차량의 급속한 증가로 차량배기가스에 의한 터널내부 환경의 악화가 문제시되고 있다. 특히 도로터널은 반밀폐 공간으로 터널내에서의 사고는 인명피해와 막대한 재산 피해로 이어질 수 있으므로 안전운전을 위한 제반설비 및 대책이 필요하며 안전운행을 위한 가시거리 확보 및 쾌적한 환경에 대한 요구가 대두되고 있다. 따라서 터널에서 이와 같은 요구를 만족하기 위해서 기계환기설비가 투입되고 있으며 이에 대한 최적화 설계에 대한 필요성이 높아지고 있다.(중략)

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.63-68
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• 2011

This paper presents an optimization procedure for performance improvement of a tunnel ventilation jet fan. Optimization techniques based on response surface approximation (RSA) are employed to improve the aerodynamic performance of a tunnel ventilation jet fan. For numerical analysis, three-dimensional Renolds- averaged Navier-Stokes (RANS) equations with shear stress transport turbulence model are discretized by using finite volume approximations and solved on hexahedral grids to evaluate the total efficiency at the operating condition as the objective function. Four geometric variables defining the meridional length and the thickness profile at the hub and shroud in the jet fan rotor are selected as design variables for the numerical optimization. The results of the numerical optimization show that the total efficiency of the optimized model is significantly improved in comparison with the base model.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.92-98
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• 2002

본 연구에서는 제트팬이 설치된 터널에서 화재발생시 연기의 거동을 해석하기 위하여 축소실험을 실시하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20로 축소된 모형터널에서 실험을 실시하였으며 가연물질로는 휘발유를 사용하였다. 지름이 6.6∼ 12.5 cm의 화원을 사용하였으며 발열량은 7.714∼4.77 kW이다. 2.5 kW이하의 화재시 팬을 가동함으로 인하여 역기류가 팬 상류 약 40cm 이상 감소하였으며 팬 하류에서는 효과적으로 연기를 제어하였다. 팬 상류에서는 팬을 가동하지 않은 경우에 비해 연층은 하강하고 온도는 감소하였으나 터널 하부에서는 온도가 증가하였다.

• 설비공학논문집
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• 제16권11호
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• pp.1035-1043
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• 2004

For a long road tunnel, a tunnel ventilation system may be used in order to reduce the pollution level below the required level. To control the tunnel pollution level, a closed loop control algorithm may be used. The feedforward prediction algorithm and the cascade control algorithm were developed to regulate the CO level in a tunnel. The feedforward prediction algorithm composed of the traffic estimation algorithm and the CO density prediction algorithm, and the cascade control algorithm composed of the jet fan control algorithm and the air velocity setpoint algorithm. The verification of control algorithms was carried out by dynamic models developed from the actual tunnel data. The simulation results showed that control algorithms developed for this study were effective for the control of the tunnel ventilation system.

• 터널과지하공간
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• 제20권6호
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• pp.465-474
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• 2010

중규모 터널(연장 1 km 이내) 건설은 최근 매년 30% 이상의 증가율을 보이고 있으나 환기 및 방재시설 설치기준은 제정되어 있지 않은 상태라 장대터널을 대상으로 한 설치기준을 따르고 있다. 이에 따라 중규모터널 환기 및 방재시설의 최적화 노력이 요구되고 있다. 본 연구에서는 중규모 터널 내 20 MW 규모의 화재 시 발생하는 화재연 역류거리, 고온 열기류 확산범위, 가시거리 20 m 이하(상류) 구간분포, 임계풍속 확보여부, 대피시간 등을 CFD 분석을 통해 방재팬의 적정 초기 가동시간을 도출하여 방재시스템의 최적운전 방안의 제시를 목적으로 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.553-560
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• 2014

도로터널에서는 환기 및 제연을 목적으로 제연펜을 설치하고 있다. 제연펜 용량(제트팬 댓수)은 환기저항 및 승압력이 평형이 되는 상태에서 결정되게 된다. 터널에 운행중이거나 정지된 차량에 의한 승압력 및 저항력은 차량의 항력계수에 영향을 받게 된다. 터널에서의 항력계수는 슬립스트림 효과(또는 shadow effect)와 폐색효과에 영향을 받게 되며, 환기팬 및 제연팬 산정시 이와 같은 효과를 적절히 고려하지 못하고 있는 실정으로 교통 환기력를 과대평가하고 있다. 이에 본 연구에서는 화재시 차량의 차간간격을 반영한 항력계수와 등가저항면적을 산정하기 위해서 터널에 실제로 차량이 정차하는 조건으로 모델링하여 수치해석을 통해 항력계수를 검토하였다. 본 연구 결과, 항력계수에 대형차량 혼입률이 미치는 영향은 명확하지 않으며, 등가저항면적은 현행 도로설계편람기준에 대비 약 86%, 또 구 기준인 한국도로공사 환기설계기준 대비 62.2%수준으로 감소하는 것으로 분석되었다.