• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.9-15
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• 2009

본 연구는 축소실험을 통하여 터널내 화재발생시 구난역 내 설계된 환기 시스템 성능을 검증 하였다. Froude 수 상사법칙을 적용하여 실제 터널 크기의 1/35로 축소된 모형터널을 사용하였다. 모형터널은 두께가 2mm인 철을 사용하여 총 길이 10m, 높이 0.19m, 폭 0.26m으로 제작되었다. Cross-passage는 사고터널과 구난 터널 사이에 연결되고 Cross-passage 중앙에는 방화문이 설치되어 있다. 실험에는 n-heptane, $4cm{\times}4cm$ 풀화재를 이용하였다. 화원의 발열량은 695.97W이고, 화원 위치는 터널 중앙과 가장 위험한 경우로써 터널 입구지점에 각각 설치하였다. 환기조건은 0.015cms이고 화원과 가장 인접한 곳에서만 배기하도록 하였다. 구난역 배기 성능을 검증하기 위해 온도와 CO농도를 측정하여 연기의 유무를 파악하였다. 본 실험의 결과는 다음과 같다. 첫째, 터널 중앙화원인 경우 환기가 없어도 구난 터널에 연기가 검출되지 않았다. 둘째, 구난역 입구 부근에 화원을 설치한 경우 환기 조건을 주지 않으면 연기가 구난 터널로 침투하지만, 설계된 배기 조건시 연기는 구난터널로 전파하지 않았다.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.526-535
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• 2006

본 연구에서는 장대터널 화재 시 발생하는 스모크의 거동특성을 파악하기 위해 축소모형실험을 실시하였다. Froude 상사를 기초로 실제 터널을 1/50로 축소한 20 m 의 아크릴 터널 모형을 제작하였으며, 파라핀 기체로 만든 스모크를 터널 내부에 주입시킴으로써 20MW의 실제 화재를 모사하였다. 실험에서 화재 발생 약 2분 후에 스모크는 부력효과의 감소로 아래로 하강하였으며, 제트팬 가동 전까지 4분 동안 스모크는 약 90 m를 이동하였다. 제트팬이 가동되고 기류속도가 임계속도 (도로터널 화재 중 발생하는 스모크의 역기류를 제압하기 위한 최소 공기속도)에 가까워질수록 스모크의 제어가 효율적으로 이루어지며, 스모크의 분포는 화원에서 약 3 m 정도로 더 이상 탈출 방향으로의 스모크 전파가 이루어지지 않았다. 하지만, 제트팬 가동 초기에 스모크의 제어가 거의 이루어지지 않음을 보였고 오히려 이 단계에서 탈출자의 호흡선 차단 등의 위험요소가 내재되어 있음을 알 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제2권2호
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• pp.33-44
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• 2003

본 논문은 힌지없는 로터 시스템의 설계 핵심기술인 복합재료 플렉셔 설계 및 패틀형 복합재료 블레이드 설계/해석 기법을 소개하였다. 기존 금속재 혹은 엔지니어링 플라스틱 플렉셔 부품을 복합재료를 사용하여 설계한 후 NASTRAN과 FLIGHTLAB을 이용하여 구조 해석 및 동역학 특성 해석을 수행하였다. 패들형 블레이드를 복합재료 힌지없는 플렉셔 장착 허브에 연결한 힌지없는 로터 시스템에 대한 동적 특성을 살펴보았다. 또한 패들형 블레이드를 기존 실물크기 블레이드 구조 자료를 이용하여 프루드 축소화하였으며 축소값을 이용하여 블레이드를 설계하였다. 이 과정을 통해 형상이 복잡한 패들형 복합재료 블레이드에 대한 형상 설계 및 단면구조 설계 기법을 익혔다. 본 논문은 현재 수행중인 “차세대 헬리콥터 로우터 시스템 개발” 사업 등에 직접 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 항공우주기술
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• 제3권2호
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• pp.217-228
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• 2004

본 논문은 복합재 패들형 블레이드를 장착한 축소 힌지없는 로터 시스템의 정지 및 전진 비행조건에 대한 회전시험 기술과 결과에 대한 것이다. 축소 로터 시스템은 실물크기 로터 시스템의 구조 자료를 이용하여 프루드 축소화하였고, 허브 flexure는 동일한 로터의 동력학적 특성을 기준으로 금속재와 복합재 2가지를 제작하였다. 2종류의 힌지없는 허브시스템을 KARI의 GSRTS에 장착후 회전 시험을 실시하여 로터 시스템의 리드래그 감쇠비와 공력 하중을 측정하였다. 리드래그 모드의 감쇠비를 산출하기 위해 MBA(Moving Block Analysis)기법을 사용하였고, 허브와 주축 사이에 6분력 발란스를 장착하고, 블레이드에 스트레인게이지를 부착하여 공력하중을 측정하였다. 시험은 제자리 및 전진비행 조건에 따라 지상 및 풍동에서 각각 수행하였다.

• 물과 미래
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• 제27권2호
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• pp.111-120
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• 1994

본 연구는 교각 주위에서의 최대세굴심도에 관한 실험논문으로써 실험에 사용된 교각 모형은 금강 질인 보청천내 산계교에 설치된 교각을 1/40으로 축소하여 사용하였다. 실험수로에서 사용된 하상재료는 보청천 교각 설치지점의 하상재료중 #4번체를 통과한 모래를 그대로 사용하였으며 이때의 평균 입경은 0.8mm이었다. 모형수로는 원형하천과 모형수로에서의 조도계수 실측, 모형수로 경사변화에 따른 최대세굴심도의 변화, 원형과 모형내 하상재료의 침강속도와 마찰속도의 비를 검토하여 하상경사를 결정하고 원형하천에서의 세굴심도를 직접 측정하여 모형수로 실험결과와 비교함으로써 모형수로를 검증하였다. 자유수면하에서 수심, Froude 수, 개도비, 접근각 변화에 따른 최대세굴심도를 그림으로 나타내어 손쉽게 최대세굴심도를 구할 수 있도록 하였으며, 자유수면하 및 압력흐름하에서 실험을 실시한 결과 압력흐름하에서의 최대세굴심도는 자유 수면하에서보다 2배 정도 크게 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권1호
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• pp.66-72
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• 2007

비행체 설계 접근 방법으로서 무선조종 모형시험 기법 적용 방안을 제시하였다. 본 연구에서 제시된 접근 방법은 동적 상사성을 유지한 축소모형 비행체의 비행특성 분석을 통하여 기본 설계 형상의 타당성을 확인하고 그 결과를 비행체 초기 설계 단계에서 공력 설계 절차에 반영하는 것이다. 축소 비행모형 설계 시 실제적 적용이 가능한 상사 법칙을 개발하기 위하여 비행체 운동을 조종안정성 상사를 위한 회전운동과 비행성능 상사를 위한 병진운동으로 분리하였다. 또한, 무선조종 모형 비행시험을 위한 세부 기법을 개발하였다. 무선조종 비행시험으로부터 얻은 결과를 기초로, 제시된 비행체 설계 접근 방법은 비행체 설계 초기 단계에서 설계 형상 타당성을 확인하는데 유용한 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.2126-2135
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• 1992

본 연구에서는 국내 원자력 발전소중 영광 3,4호기의 설계자료를 토대로 1/6 크기로 축소한 모델실험을 통해서 공기흡입이 발생하는 임계수위를 결정하는 상관식을 개발하였으며 또한 공기흡입구를 reducer type으로 개선함으로써 공기흡입을 방지할 수 있음을 밝혔다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.335-344
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• 2006

국내에서 제트팬 설치 간격 기준으로 사용되고 있는 일본도로공단 기준은 제트팬의 구경에 따라 설치간격을 제시하고 있지만 국제 상설도로 협회(PIARC)에서는 터널 직경에 10배를 유지할 것을 권장하고 있다. 이 기준들에 의해 결정된 설치 간격은 최대 약 2배 정도의 차이를 나타내고 있으며 이러한 설치 간격의 차이는 터널 환기 방식 선정에 불리한 요건으로 작용될 수 있기 때문에 터널 내부의 기류분석을 통한 적정 설치 간격 기준이 필요하다. 본 논문에서는 Froude 상사이론에 기초하여 아크릴 재질의 축소비 1/40의 모형 터널(직경 215mm, 연장 6.9m)과 모형 제트팬(구경 26.3mm, 31.6mm)을 제작하여 터널 내부에서의 기류분석을 위해 터널연장을 따라서 압력과 속도의 변화를 측정하였고, 제트팬 가동시 제트팬 주위에서 외부 공기의 영향으로 발생될 수 있는 재유입 현상을 확인하기 위해서 제트팬 주변에서 압력변화를 측정하였다. 모형실험 결과에서는 터널 내부기류는 제트팬 구경에 영향을 받지 않고 터널직경에 약 9배 정도가 되는 지점에서 압력과 속도의 변화가 안정되는 것으로 나타났으며 제트팬이 가동되면서 발생되는 재유입 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 터널 내부에서의 제트팬 설치 시에는 터널 직경에 약9배 이상을 확보해야 한다고 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.59-68
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• 2006

합류부는 유량의 변화, 흐름방향의 전환으로 순환흐름의 분리구역의 발생에 의한 통수단면의 축소에 의한 통수능의 저하와 이에 따른 배수의 영향이 야기된다. 지류와 본류와의 유량비와 합류각을 달리하면서 실험한 결과를 이용하여 분리구역의 특성을 규명하였다. 분리구역의 정의는 유함수를 이용하여 그 값이 0(영)인 유선을 분리구역으로 정의하여 그 길이와 폭을 본류 하천폭으로 나눈 무차원 길이비와 무차원 폭비로 하였고, 유선에 의한 분리구역의 연구결과가 기존의 실험들과 비교적 잘 맞는 것으로 나타났다. 작은 유량비와 합류각 30도에서는 분리구역이 나타나지 않아서 유량비와 합류각에 의한 분리구역의 출현경계식을 만들었다. 분리구역에 대한 고찰로 합류각, 유량비, 그리고 본류 하류에서의 Froude수에 의한 분리구역의 무차원 길이비와 폭비에 대한 기존의 실험식을 수정하였고, 수굴계수와 형상지수의 수리적 특성을 분석하였다. 일반적으로 유량비와 합류각이 커질수록 분리구역이 크게 나타났다. 합류부를 전후한 상하류 구간에서 수면의 추적에서 유량비와 합류각이 커질수록 배수위의 영향이 크게 나타났고, 합류부가 접하는 내측보다 외측의 배수영향이 크게 나타났다. 하류부 유량에 의해 등류수심을 산정하여 합류가 시작되는 점에서부터 하류의 등류수심에 이르는 곳까지의 거리를 $X_l$로 보고 합류각과 유량비와 단면폭 및 수축계수간의 상관관계식을 산출하였다. 유량비와 합류각에 따른 수로내의 배수위에 의한 최대수위와 분리구역에서의 최소수심과의 비를 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.53-63
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• 2006

본 연구는 프라우드 상사와 등온기체모델을 적용한 축소모형실험을 실시하여, 터널화재시 연기의 거동과 부분배연설비의 배연효율을 분석함으로써 방재설비의 운영방안을 제시하고자 하였다. 실험 결과 터널 화재시 입계유속 이상의 제연 풍량이 유지 될 경우 부분 배연 갤러리의 배연효율은 그룹댐퍼와 균일댐퍼 모두 거의 유사하였다. 또한, 터널내 차량이 정체시 화재가 발생할 경우, 화재초기에는 화원 앞 뒤에 위치해있는 부분 배연 갤러리만을 열어 연키의 성총회률유지하면서 연층을 배연시키고 제트팬은 가동시키지 않고 이후 승객이 모두 대피할 수 있는 충분한 시간이 지난 후 제트팬을 함께 가동시켜 터널 내의 연기를 배출하도록 하며 교통 소통이 원활한 경우에는 터널의 제연설비를 가몽하여 연기의 후방전파를 차단하고 통시에 부분배연 설비를 가동할 것을 제안하였다.