• 설비공학논문집
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• 제14권7호
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• pp.567-574
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• 2002

In the present study, ventilation flow rates and pressure rises through a road tunnel are simulated numerically using CFD with the various conditions such as roughness height, swirl angle of jet fan, entrance and exit effect and hub to tip ratio. By using a modified wall function, friction factor can be predicted under 10％ of error with respect to the Moody chart for the circular pipe flow and 15％, for the present tunnel. For more precise design, the effects of the swirl angle and hub to tip ratio of jet fan, which is not included in the theoretical equation of pressure rise by jet fan are necessary to be considered.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1996년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.107-118
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• 1996

최근 급격히 장대화 하고 있는 차량 터널의 효율적 건설 및 운영을 위하여 관련 기본 요소 기술 중 특히 국내 기술 수준이 낙후한 분야 중의 하나인 환기 시스템 설계 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 외국의 경우에 비하여 상대적으로 늦긴 했으나 1990년 환경처가 지하 공간 환경 기준 권고치를 설정 발표함으로써 보사부의 공중 위생법, 건설부의 도로법, 노동부 고시 등에 의한 관리 대상이던 터널 내 오염 물질도 직접적인 규제 대상이 되었다. (중략)

• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.195-204
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• 2017

본 사례연구에서는 신림~봉천터널 지하환기소 대단면 터널의 시공 사례를 소개하였다. 환기갱(폭 7.8 m, 높이 6.6 m)에서 환기소(축류팬실, 폭 20.8 m, 높이 12.3 m)로 터널 단면이 확대되는 구간에 대해 안전성 및 시공성 등을 고려하여 점진적인 확대 굴착 방안 및 Q 시스템을 이용한 확폭 구간의 임시 보강 방안이 검토되었다. 확폭이 완료된 이후 대단면 터널은 현장의 암반조건을 확인하고, 전산해석을 이용한 터널의 안정성 검토 등을 통해 암반등급에 따라 굴진장을 일부 조정하고, 터널 상부 굴착을 분할 없이 전단면 굴착으로 변경하여 시공성을 향상시켰다. 본 사례연구에서 소개한 시공 사례가 향후 유사한 조건의 지하환기소 또는 4차로 도로 등의 대단면 터널의 설계 및 시공에 유용한 참고 자료가 될 수 있기를 기대한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제37권4호
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• pp.26-31
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• 2008

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.829-843
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• 2017

최근 국가간 대륙간의 정치 경제 문화의 통합에 따른 여객 및 물류수송의 증가로 인해 이를 수용할 수 있는 교통 시스템 건설을 위한 필수적 요소 중 하나인 해저터널의 필요성이 대두됨에 따라 해저터널의 연장이 점차 증가되는 추세에 있다. 하지만, 현재 연장 5 km 이상의 해저터널은 19개가 건설되어 있으나, 연장 50 km 이상의 해저터널 시공 및 운영사례는 전무한 실정이다. 우리나라의 경우에는 한 중 해저터널, 한 일 해저터널, 호남~제주 해저터널 등 연장 50 km 이상의 해저터널이 계획 중에 있으며, 지역특성상 국가간 연결터널이 대다수로서, 해저터널 건설에 대한 기술선점의 중요성이 더욱더 크게 대두되고 있다. 이러한 해저터널은 대부분 초장대의 고수압 조건에 건설됨에 따라, 초장대 터널에서의 환기 및 방재기술, 고수압 조건에서의 구조적 안정성 확보기술, 열차고속화에 의한 공력저감기술 등 육상터널과는 다른 새로운 개념의 건설기술들이 종합적으로 요구되나, 유로터널 등 기존사례의 기술수준 반영 시에는 과도한 건설비와 건설기간이 소요된다. 이에, 본 논문에서는 호남~제주 구간에 대한 가상설계를 통하여 현재 설계 및 시공사례가 없는 고수압(최대수심 160 m), 초장대(총 연장 108 km), 고속철도(설계속도 350 km) 터널의 구조적 안정성 확보, 시공 중 및 운행 시 효율적 환기 방재 시스템 확립 등 다양한 문제점들에 대한 합리적인 해결방안을 제시하였다.

• 연구논문집
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• 통권28호
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• pp.21-37
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• 1998

차내의 압력변동은 터널 주행시 압력파로 인한 터널 내부의 압력 변동이 열차 내부로 전달되는 것으로, 차내부로 유입되는 공기량과 차외부로 유출되는 공기량의 불균형으로 야기된다. 이러한 차내의 압력변동은 그 압력의 절대치와 압력변동 속도에 의해 승객에게 불쾌감을 주는 이명현상을 일으킨다. 이러한 불쾌감을 줄이기 위해 새로운 환기시스템을 설계..제작하여 성능시험을 실시하였다. 이 시스템은 차내.외의 압력차를 감지하여 급.배기 송풍기의 회전수와 제어밸브개도를 조절함으로써 차내의 압력변동을 일정한 범위이하로 제어한다. 성능실험 결과 본 시스템이 차내 압력변동을 제어하여 불쾌감을 주는 이명현상 제거하는데 효과가 있음을 확인하였다. 따라서 본 시스템을 350km/h로 달리는 경부고속전철(TGV-K)에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.85-94
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• 2006

본 연구에서는 장대 터널 화재시 발생되는 역기류를 제압하는 최적의 임계속도를 결정하기 위하여 제연설비를 가동시키는데 소요되는 시간, 피난자들의 대피시간 등에 대한 연구 자료들을 취합, 분석하였고, 이를 토대로 화재 시나리오를 설정하여 축소 모형실험을 실시하였다. 비상 환기시스템 가동시점을 분석한 결과, 화재 발생후 약 240초(약 4분)후 비상 환기시스템이 가동하게 되며, 제연팬 가동 후 4분 이내에 역기류를 제어할 수 있는 임계속도를 확보하는 것이 실제 터널에 적합한 시간 시나리오였다. 화재지점 주변의 역기류 분포를 분석하기위해 Froude 상사이론에 기초한 아크릴 재질의 축소비 1/50의 모형(직경 : 0.2m, 연장 : 20 m)을 제작하였고, Tetzner 식의 보정계수$(\beta)$를 변화시키며 화재지점 주변의 CO농도를 측정한 결과, 보정계수가 0.5인 경우에 피난허용시간 기준에 적합한 제연효과를 나타내었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.207-212
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• 2005

In designing a ventilation system of a road tunnel, a possibility of using the system as a smoke control system in case of a tunnel fire has to be considered. In the present study, a numerical simulation on ventilation system is performed considering jet fan operations and moving traffic. A fire-mode operation by reversing some fan operations in case of a tunnel fire is also simulated. The results show that ventilation operation can control the pollutants effectively, and fire-mode operation can control smoke and temperature effectively to prevent a disaster.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.758-765
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• 2016

본 논문은 터널 환경 측정 시스템 개발 및 측정 I -개발 시스템 및 지하철터널 측정- [1]의 후속논문이다. 일반적인 철도터널 형태를 보이는 20.3 km 연장의 고속철도 복선터널인 금정터널에 환경측정장치를 설치하여 약 1년간 환경 측정한 결과에 대하여 논하였다. 월별 터널 내의 온도 및 상대습도에 대하여 측정한 결과를 분석하였으며, 겨울과 여름의 특정 일을 선택하여 측정결과를 분석하였다. 월별 온도의 경우, 터널 내부의 온도가 여름에는 외기의 온도와 거의 유사하였으나, 겨울에는 현저하게 높았다. 지중 온도가 연중 일정한 상황에서 여름에는 터널이 외기의 영향을 많이 받아 외기와 유사한 온도를 나타냈으나, 겨울에는 지열과 열차에서 발생하는 열 등에 의해 온도가 더 높은 것으로 보인다. 또한 측정장치의 설치 위치별 환경 특성에 대하여 분석하였다. 터널 내부에서는 외기와 바로 연결되어 있는 수직구와 사갱이 본선에 비하여 온도와 상대습도의 변화가 심하게 나타났는데, 이는 수직구와 사갱이 외기와 바로 연결되어 있어 외기의 영향을 더 많이 받기 때문이다. 이러한 분석 결과는 터널의 환기나 공기질 개선, 온열환경 개선 등의 연구에 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.29-39
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• 2017

본 연구에서는 3면이 지중과 접하는 형태의 전력구에서 온도상승을 방지하기 위한 환기시스템 설계에 필요한 벽면에서 열전달계수 등 열설계 자료를 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 수치해석 모델은 터널 벽체에서의 열전달을 고려하기 위해서 전력구의 터널의 라이닝을 포함하는 것으로 모델링하였으며, 전력구에 설치되는 전력케이블의 발열량(117~468 kW/km), 전력구내 풍속(0.5~4.0 m/s)에 따른 터널내 공기온도 및 벽체온도, 벽체를 통한 발열량을 CFD시뮬레이션에 의해서 구하였다. 또한 해석결과로부터 벽체열전달계수를 계산하고 환기구간의 터널내 공기온도를 유지하기 위한 한계거리를 검토하였다. 벽체표면에서 대류열전달계수는 입구영역에서는 불안정한 변화를 보이나 약 100 m정도의 이후에는 일정한 값에 수렴한다. 터널벽체열전달계수는 풍속에 따라 $3.1{\sim}9.16W/m^2^{\circ}C$정도이며, 이를 무차원식으로 표현하면 $Nu=1.081Re^{0.4927}({\mu}/{\mu}_w)^{0.14}$이 된다. 열저항 해석기법에 의해서 터널내 온도 예측방법을 제시하였으며, 약 3%이내의 편차로 예측이 가능한 것으로 평가되었다.