• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.531-536
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• 2012

판토그라프 팬헤드의 공력소음 발생의 주요 인자와 영향을 미치는 변수를 분석하였다. 팬헤드 주변의 유체 유동과 결과적인 소음 방사를 분석하기 위해, 수치해석적인 방법 중 하나인 격자볼츠만 방법으로 팬헤드 단순모델을 사용했다. 풍동실험을 통해 측정된 결과로 시뮬레이션 결과를 검증했다. 와흘림이 주요한 공력소음 발생원인이며 Strouhal수, 유체의 속도 및 판토그라프의 형상에 영향을 받았다. 이 논문에 사용된 직사각형 형상을 통해 양력의 발생을 증가시키면서 방사 소음을 줄이는 팬헤드의 설계가 가능함을 제시하였다. 또한 통로나 유선 형상을 이용해 와흘림을 최소로 줄이면, 방사 소음을 크게 저감하는 형상의 설계가 가능함을 구축된 해석모델을 이용하여 검증하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.308-308
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• 2010

본 논문에서는 판토그라프의 공력소음 발생 특성을 규명하기 위하여 단순 모델을 이용하여 그 특성을 분석하였다. 단순 모델은 실제 팬헤드의 사이즈를 고려하여 선정하였고, 이를 통해 음압 해석 알고리즘을 구축하고 소음 발생 메커니즘을 분석하였다. 단순 모델을 선정하여 이를 Lattice Boltzmann Method 를 기반으로 한 전산 유체 해석을 통한 결과를 이용하여 음압 레벨과 음압의 방사형태를 계산하고, 풍동 실험을 통해 이를 검증한다. 풍동 실험에서는 단순 모델을 제작하여 100 km/h 의 속도 환경에서 항력, 양력과 소음을 측정하였다. 단면의 형상에 따른 변화 추이를 검토하였으며 해석결과를 단일 수치로도 정량화하여 제시한다. 최종적으로 정립된 알고리즘을 기반으로 팬헤드의 3 차원 모델을 시뮬레이션 한 결과를 제시한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.579-584
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• 2014

고속 열차의 속도가 점점 빨라짐에 따라 고속 열차 주행 시 발생하는 여러 공력적인 문제가 대두되고 있다. 그 중 고속 열차와 전력선을 이어주는 판토그래프에서의 소음 발생과 압상력 불안정 문제가 중요시 되어왔고 이에 대한 여러 선행연구가 진행되고 있다. 지금까지의 선행 연구는 원형, 사각형, 에어포일과 같이 기본적인 형상을 이용한 판토그래프 팬헤드의 최적 단면 형상을 찾는 데에 초점을 맞추고 있다. 본 연구는 이러한 주류의 접근 방식에서 벗어나 팬헤드에 구멍을 추가하여 그 효과를 보는 다양한 시도를 해보았고 구멍이 소음 발생과 압상력 불안정에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.367-372
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• 2001

The paper presents an improved way of aerodynamic quality in Korean Very High Speed Railway, The pantograph model being under development dissatisfies the required grade of aerodynamic lift force. So the present work proposes modified configurations of panheads to maintain consistent aerodynamic characteristics. Analysis has been performed using commercial CFD program. Simulation based analysis has been conducted with two different models. One is to attach the thin plate on the crossbar and the other is the use of trapezoidal cross section in contact strip. Various length of thin plate is simulated for flow velocity and acceptable value of plate length is selected which satisfy the necessary average lift force. Aerodynamic variation on the panheads strip is studied.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.569-575
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• 2011

LED 조명기기의 경우 칩의 고밀도 발열로 인한 심각한 수명감소 및 광효율 저하, 색온도 변이의 문제점 등이 야기되므로 이를 해결하기 위해 주로 LED 패키지나 방열케이스를 최적화하는 연구가 이루어져 왔다. 최근들어 고출력 자동차 헤드램프나 가로등도 LED로 대체되어 가고 있는데 자연대류식 방열로는 그다지 효과적이지 않다. 따라서 본 연구에서는 고출력 조명기기 방열 성능 최적화에 강제대류를 이용한 히트파이프 사용의 타당성을 알아보았다. 또한, 팬의 수명이 LED 수명에 비해 일반적으로 낮으므로 이를 보완하기 위한 최적화된 팬의 정지-작동 제어가 팬 수명 증가에 미치는 영향도 고찰하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.35-40
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• 2017

In order to investigate the change of contact force of pantograph pan head due to the change of aerodynamic force, three dimensional flow around the pan head were calculated. For this, the aerodynamic modeling of pan head of CX pantograph was performed and the standard deviation of the contact force of the simulation results were compared with those of the experimental results of wind tunnel tests. From the comparison, it was confirmed that the current grid system and the numerical methodologies can be utilized to calculate the aerodynamic characteristics of the pantograph pan head. By using these grid system and the methodologies, the standard deviations of the contact force of pan head were calculated with velocities as 200, 250, 300, 350, and 400 km/h. The maximum standard deviation of the aerodynamic contact force of pan head was 92 N at 400 km/h and statistical minimum contact force was more than 0 N. Therefore, it was confirmed that and the pan head of CX pantograph was statistically contacted with the catenary system with the train speed of 350 km/h though the aerodynamic contact force was changed.

• 한국철도학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.232-238
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• 2004

The dynamic characteristics of the current collection process of the high-speed railway are investigated through signals acquired during a test run. The signals are obtained from accelerometers, load cells, and strain gauges attached to various positions of the pantograph, and they are processed in time-and frequency-domains to obtain the dynamic characteristics. The main natural frequency of the pantograph is found to be 8.5Hz. There also are components at low frequencies varying linearly with the train speed. The contact frequency components above 20Hz is attenuated as they pass through the secondary suspension. The main frequency component of the load cell signal is found to be related with the rolling motion of the panhead generated by the stagger in the catenary.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.1223-1228
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• 2001

We have been developing the pantograph for Korean High Speed Train for the last five years. To fulfil the following requirements at designed speed of 350km/h ： 1) contact loss less than 1 ％, 2) aerodynamic noise less than 91dB, 3) average uplift force less than 200N, the pantograph has been modified two times since the first prototype pantograph was manufactured, By means of the following up characteristic test, low speed wind tunnel test, and high speed wind tunnel test for the prototype pantographs, we found that the aerodynamic uplift force did not exceed l60N at speed up to 350km/h and the aerodynamic noise was less than 88dB, that the following up characteristics of the prototype pantograph was excellent.

• 한국전산유체공학회지
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• 제16권2호
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• pp.17-23
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• 2011

The turbulent flow and vortex shedding phenomena around pantograph panhead of high speed train were investigated and compared with available experimental data and other simulations. The pantograph head was simplified to be a square-cross-section pillar and assumed to be no interference with other bodies. The Reynolds number (Re) was 22,000. The LES(large eddy simulation) of FDS code was applied to solve the momentum equations and the Wener-Wengle wall model was employed to solve the near wall turbulent flow. Smagorinsky model($C_s$=0.2) was used as SGS(subgrid scale) model. The total grid numbers were about 9 millions and the analyzed domain was divided into 12 multi blocks which were communicated with each other by MPI. The time-averaged mainstream flows were calculated and well compared with experimental data. The phased-averaged quantities had also a good agreement with experimental data. The near-wall turbulence should be carefully treated by wall function or direct resolution to get successful application of LES methods.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권12호
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• pp.947-951
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• 2009

LED has the merits of high reliability, semi-permanent life, rapid-response and its small size for use as light source of head lamp. But the dependence of its performance and life on temperature affect on its practical use. Which dependence makes problem when the LED is heated up to a higher temperature level by self-generation of heat, due to "highly integration" to get enough quantity of light. To solve this problem, effective cooling system is needed that consider conduction, convection and radiation. This study points out the limits of natural convection cooling system and propose of forced convection with heat sink. Also, it describes a correlation between heat sink area and fluid velocity using numerical analysis to optimize the cooling system.