• 터널과지하공간
• /
• 제28권3호
• /
• pp.247-257
• /
• 2018

고속 열차는 승객과 화물을 대량으로 빠른 시간에 운송할 수 있어 세계 여러 나라에서 고속철도 건설이 증가하고 있다. 열차가 고속으로 주행할 경우 열차의 전두부에 공기 저항이 발생하며, 이러한 공기 저항을 감소시키기 위하여 열차의 형상을 유선형으로 설계한다. 고속으로 주행하는 열차가 터널에 진입할때, 터널 내에서 발생한 공기 저항으로 인하여 개활지 주행 시 보다 훨씬 큰 동력이 요구된다. 따라서 열차가 터널에 진입할 때 열차에 작용하는 공기 저항을 감소시키기 위하여 열차의 주행 속도를 감소시킨다. 이렇게 열차의 속도를 감소시킬 경우, 고속 열차의 운송 능력 및 장점이 감소되기 때문에 터널 내에서 열차 주행으로 인하여 발생되는 공기 저항을 감소시키는 설비가 필수적이다. 이 연구에서는 터널 내에서 열차의 고속 주행을 위하여 필요한 공기 압력 제어 시스템의 효과를 분석하기 위하여 1차원 수치해석을 수행하였다. 1차원 수치해석 프로그램을 통하여, 터널의 단면적 및 공기압력 제어 덕트의 단면적과 배치 간격이 터널 내에서 발생하는 공기 저항에 미치는 영향을 상세히 분석하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제29권6호
• /
• pp.417-430
• /
• 2019

To study the wake influence of an upstream bridge on the wind-resistance performance of a downstream bridge, two adjacent long-span cable-stayed bridges are taken as examples. Based on wind tunnel tests, the static aerodynamic coefficients and the dynamic response of the downstream bridge are measured in the wake of the upstream one. Considering different horizontal and vertical distances, the flutter derivatives of the downstream bridge at different angles of attack are extracted by Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations and discussed, and the change in critical flutter state is further studied. The results show that a train passing through the downstream bridge could significantly increase the lift coefficient of the bridge which has the same direction with the gravity of the train, leading to possible vertical deformation and vibration. In the wake of the upstream bridge, the change in lift coefficient of the downstream bridge is reduced, but the dynamic response seems to be strong. The effect of aerodynamic interference on flutter stability is related to the horizontal and vertical distances between the two adjacent bridges as well as the attack angle of incoming flow. At large angles of attack, the aerodynamic condition around the downstream girder which may drive the bridge to torsional flutter instability is weakened by the wake of the upstream bridge, and the critical flutter wind speed increases at this situation.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.416-421
• /
• 2008

최근 세계 각국의 고속열차들은 속도 향상 측면에서 비약적인 발전을 보이고 있으며, 국내에서도 2007년부터 '차세대 고속철도 기술개발 사업'을 통해 최고속도 400km/h급의 고속열차 개발을 진행 중에 있다. 고속열차의 주행속도가 증가함에 따라 이전에는 제기되지 않았던 공기저항, 공력소음 문제, 열차의 교행 및 측풍에 의해 발생하는 압력변동, 터널출구에서 발생하는 미기압파 등의 문제들이 대두되고 있으며 이와 같은 문제들은 열차의 고속화를 제약하는 요인이 된다. 특히, 고속열차의 전두부 형상은 이러한 공기역학적 문제들과 밀접하게 연결되어 있으며, 팬터그래프의 소음 및 안정적인 집전 성능 확보 등도 속도 향상을 위해 반드시 고려해야하는 사항이다. 본 논문에서는 고속열차의 속도향상 노력의 일환으로 진행되고 있는 '공력해석 향상 기술'의 연구 내용과 더불어, 터널 미기압파 저감을 위한 전두부 형상 최적화 결과와 팬터그래프 공력성능 향상을 위한 강건 최적화 결과를 소개한다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제9권1호
• /
• pp.59-68
• /
• 2022

The physical and mathematical foundations of the heat-shielding composite materials functioning under the conditions of aerodynamic heating of aircraft, as well as under the conditions of the point effect of high-energy radiation are considered. The problem of deformation of a thin shallow shell under the action of a local temperature field is approximately solved. Such problems arise, for example, in the case of local destruction of heat-protective coatings of aircraft shells. Then the aerodynamic heating acts directly on the load-bearing shell of the structure. Its destruction inevitably leads to the death of the entire aircraft. A methodology has been developed for the numerical solution of the entire complex problem on the basis of economical absolutely stable numerical methods. Multiple results of numerical simulation of the thermal state of the locally heated shallow shell under conditions of its thermal destruction at high temperatures have been obtained.

• 항공우주시스템공학회지
• /
• 제16권6호
• /
• pp.64-73
• /
• 2022

페어링은 상용차가 주행 시 전면부에서 발생하는 유동박리의 저항을 제어하여 상용차 공기 저항력을 감소시키는 장치이다. 본 연구에서는 랭킨 반체 이론을 적용하여 3D페어링 형상을 설계하고 공력 해석을 통해 설계 결과를 검증하였다. 그리고 페어링의 구조적 안전성을 위해 상용차 과속조건과 돌풍 조건을 함께 고려하여 공력하중을 도출하였다. 이러한 공력 해석 결과를 기반으로 유리섬유/에폭시 복합재료를 적용하여 안전계수 3을 만족하는 페어링 구조 설계를 수행하였다. 최종 본 연구에서 가장 경량화된 페어링의 구조 해석을 수행하여 구조 안전성이 확인되었다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.51-61
• /
• 1995

A coast down test mothod has been used to determine the resistance forces on running vehicle due to the aerodynamic drag, rolling resistance and driveline resistance. Most of the tests, however, are based on the Velocity-Time measurements, which require a sophisticated velocity measuring device and contain much error by nature. In the present study a coast down test method based on Distance-Time measurements is introduced, which contains the original idea of Russian scientist Prof. Petrushov along with the suggestions for improvement of the accuracy.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.15-24
• /
• 2004

일반적으로, 2개의 I형 거더로 이루어진 ${\pi}$형거더는 공기역학적으로 불안하여 내풍설계에 있어 매우 불리 한 것으로 알려져 있다. 공기역학적 진동은 구조물의 강성이나 감쇠의 향상, 단면 형상의 연구 등에 의해 억제될 수 있으므로 본 연구에서는 ${\pi}$ 형단면을 가진 4경간 사장교에 대해 영각과 공기역학적 제진장치의 추가로 인한 단면의 변화에 따른 2차원 진동실험을 통하여 공기역학적 특성을 파악하도록 하였다. 등류와 난류에서의 실험결과 본 교량단면은 기본단면만으로도 내풍안정성을 충분히 갖추고 있기 때문에 페어링(Fairing) 및 베플(Baffle Plate) 등의 추가적인 공기역학적 제진장치가 필요하지 않을 것으로 판단된다. 이는 본 교량의 경우 주경간이 230m인 4경간으로 이루어져 있어 비슷한 단면을 가진 교량에 비하여 수직 및 비틀림 진동수가 크고 강성이 크기 때문에 설계풍속 내에서 공기역학적으로 안정한 것으로 보여진다.

• Wind and Structures
• /
• 제30권1호
• /
• pp.55-67
• /
• 2020

Wind tunnel test is one of the most important means to study the flutter performance of bridges, but there are blockage effects in flutter test due to the size limitation of the wind tunnel. On the other hand, the size of computational domain can be defined by users in the numerical simulation. This paper presents a study on blockage effects of a simplified box girder by computation fluid dynamics (CFD) simulation, the blockage effects on the aerodynamic characteristics and flutter performance of a long-span suspension bridge are studied. The results show that the aerodynamic coefficients and the absolute value of mean pressure coefficient increase with the increase of the blockage ratio. And the aerodynamic coefficients can be corrected by the mean wind speed in the plane of leading edge of model. At each angle of attack, the critical flutter wind speed decreases as the blockage ratio increases, but the difference is that bending-torsion coupled flutter and torsional flutter occur at lower and larger angles of attack respectively. Finally, the correction formula of critical wind speed at 0° angle of attack is given, which can provide reference for wind resistance design of streamlined box girders in practical engineering.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.38-42
• /
• 2004

The optimal design for a leading car considering the aerodynamic resistance is required on the high-speed train due to increasing of ratio of drag force with proportion for the square of velocity. The aerodynamic analysis using CFD in the stage of concept design offers more economical analysis method which is used to estimate the influence of flow and pressure around the leading car than the experimental method using the Mock-up. In this study, we want to assist the artistic design with aerodynamics analysis in order to get the optimal design for leading car made of composite material. The results of aerodynamic analysis for two leading car models, which one is expressed with lineal beauty and the other is with curvaceous beauty, are compared with each other and offer the proposal of modification for two models in order to decrease be drag force. The shape of curvaceous model is better for the pressure force but slightly worse for the viscous force than the other. The Fluent software is used for the calculation of flow profile in this study.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(III)
• /
• pp.351-357
• /
• 2003

The optimal design for a leading car considering the aerodynamic resistance is required on the high-speed train due to increasing of ratio of drag force with proportion for the square of velocity. The aerodynamic analysis using CFD in the stage of concept design offers more economical analysis method which is used to estimate the influence of flow and pressure around the leading car than the experimental method using the Mock-up. In this study, we want to assist the artistic design with aerodynamics analysis in order to get the optimal design for leading car with the operation speed at 180km/h. The results of aerodynamic analysis for two leading car models which one is expressed with lineal beauty and the other is with curvaceous beauty are compared with each other and they offer the proposal of modification for two models in order to decrease the drag force. The shape of curvaceous model is better for the pressure force but slightly worse for the viscous force than the other. The Fluent software is used for the calculation of flow profile in this study.