Theoretical study has been conducted to clarify pressure characteristics of KTX(Korea Train eXpress) in tunnel. The severe pressure change in tunnel may give rise to the ear-discomfort for passenger and fatigue for car body. The external and internal pressure of rolling stock have been measured by using the running test with atmospheric pressure sensors and portable data acquisition system in high speed train. In this study, the tunnels from 200m to 4000m in length have been chosen for the investigation of tunnel length effects. We found that there are similar patterns of external pressure change for each critical tunnel length. The critical tunnel lengths are governed by train speed, train length and sonic velocity. And, the patterns of pressure wave in tunnel are classified into eight groups.
Micro shock tube에서 발생하는 비정상파 거동을 실험적으로 조사 하기위해 파막 실험을 수행하였다. 실험은 스테인리스 재질의 micro shock tube를 사용하였으며, 총 8개의 압력센서를 설치하여, 충격파관에서 발생하는 충격파 및 팽창파를 측정하였다. 초기 압력비는 6.3에서 30.5까지 변화시켰으며, 관의 직경은 3mm와 6mm로 하였다. 그리고 두 가지 재질의 격막을 사용하여 격막 조건을 다양하게 실험을 수행하였다. 그 결과로부터 초기 압력비 및 관 직경의 증가에 따라 관내에서 발생되는 충격파 강도는 커지며, 가장 얇은 재질의 격막 조건에서 가장 큰 충격파 강도가 발생했다. 그리고 충격파 감쇠는 관의 직경에 가장 큰 영향을 받았다.
본 연구는 투명한 120미리 전차포 약실 모사장치를 통하여 수행했다. 모사장치에서의 포미와 탄저(전위)의 압력 상승은 PCB 압력 센스로 측정하였다. 여러 종류의 신형 120미리 전차탄 개발에 이와 같은 장치를 이용되고 있다. 120mm 전차탄에서 초기 강내탄도의 점화현상에 대하여 관찰 분석하였다. 이는 점화제의 기능 화염 전파 그리고 약실 내부의 압력파 형성을 이해할 수 있게 한다.
As a high-speed train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of it due to the piston action of train. The compression waves propagate along the tunnel and reflect at the exit of tunnel. A complex wave phenomenon appears in the tunnel, because of the successive reflections of the pressure waves at the exit and entrance of tunnel. The pressure waves give rise to large pressure transients which impose the fluctuating loads on the running train. It is highly needed that the pressure transients should be predicted to design the train body and to improve the comfortableness of the passengers in the train. In the present study, the pressure transients were calculated numerically for a wide range of train speed and compared with the previous tunnel tests. The calculation results agreed with ones of the tunnel tests, and the mechanism of pressure transients was made clear.
As a high-speed train enters a tunnel, a compression wave is generated ahead of it due to the piston action of train. The compression waves propagate along the tunnel and reflect backward at the exit of tunnel. A complex wave phenomenon appears in the tunnel, because of the successive reflections of the pressure waves at the exit and entrance of tunnel. The pressure waves can give rise to large pressure transients which impose the fluctuating loads on the running train. It is highly needed that the pressure transients should be predicted to design the train body and to improve the comfort for the passengers in the train. In the present study, the pressure transients and aerodynamic drag for two-trains running in a tunnel were calculated numerically for a wide range of train speed, and compared with the results of the previous tunnel tests and calculations for one train. The present calculation results agreed with ones of the tunnel tests, and the mechanism of pressure transients was made clear.
현재 Micro Shock Tube는 다양한 공학응용분야에 적용되고 있으며, 특히 우주항공 및 연소기술 그리고 약물전달 등의 분야에서 광범위한 잠재력을 가진 장치 중 하나이다. 그러나 Micro Shock Tube에서의 유동 특성은 작은 직경으로 인해 형성되는 매우 낮은 Reynolds Number와 높은 Knudsen Number의 영향으로 일반적으로 잘 알려진 Macro Shock Tube의 유동 특성과 상이하게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 Micro Shock Tube의 유동 특성을 상세히 연구하기 위해 직경이 다른 두 가지 Micro Shock Tube의 실험을 수행하였다. 충격파 전파를 측정하기 위해 고압관의 파막압력 그리고 저압관의 세 지점에 센서를 설치하여 압력을 측정하고 분석하였다. 본 연구로부터, 동일한 파막압력에서 Micro Shock Tube 직경의 증가에 따라 충격파 전파속도가 증가하였고, 반사파의 영향도 더 크게 받았다.
The test facility of the 1/60-scale models for the train-tunnel interactions was recently developed to investigate the effects of entry portal shapes, hood shapes and air-shafts for reducing the micro-pressure waves radiating to the surroundings of the tunnel exits by KRRI in Korea. The launching system of train model was chosen as air-gun type. In present test rig, after train model is launched, the blast wave by the driver did not enter to inside of the tunnel model. The train model is guided on the one-wire system from air-gun driver to the brake parts of test facility end. Some cases of the experiments were compared with numerical simulations to prove the test facility.
Cylindrical chokes are used widely as components of hydraulic equipments. The dynamic characteristics between flowrate and pressure drop through the cylindrical chokes were discussed by the frequency characteristics of the chokes. It was assumed no pressure recovery occurred near the downstream of the choke. The pulsating jetflow from the outlet of cylindrical chokes show very complex behaviours which are quite different from the steady jet flow but it's not clarified quantitatively. In order to utilize the chokes as a flowmeter, it is indispensable to discuss the estimation of the dynamics of pressure drop in the downstream jetflow region of cylindrical chokes. In this experimental study, it is clarified that the reattachment length depended on pressure wave is compared with it depended on velocity wave. A pulsating flow is verified by visualization method. In the present study, the flow characteristic variables of laminar pulsating flow are investigated analytically and experimentally in a circular pipe. Characteristic parameters of the ratios of inertia(.PHI.$_{t,1}$) and viscous(.PHI.$_{z,1}$) term to pressure term are introduced to describe the flow pattern of laminar pulsating flow. flow.low.
초음속 연소에서 혼합 효율을 높이면서 전압력 손실을 줄일 수 있는 혼합기에 관한 연구가 수십 년동안 진행되어 왔으며, 본 논문에서는 이를 만족할 수 있는 새로운 개념의 혼합기를 고안하여 그 성능을 수치해석을 통하여 분석하였다. 후면 계단 혼합기를 비교 대상으로 압력과 등밀도선, 유선구조를 분석하였다. 공동이나 탭에서 발생하는 충격파가 후류로 전파되는 것과 달리, 벤트 혼합기의 구멍에서 발생하는 충격파는 벤트 혼합기 끝단에서 형성되는 팽창파에 의해 전파되지 못하며, 후류부의 재순환 영역으로 인해 경계층이 증가하며 이로 인해 후면 계단 방식에 비해 약한 충격파가 형성된다. 따라서 충격파로 인한 전압력 손실을 줄일 수 있으며, 구멍을 통한 공기 유입은 다수의 재순환 영역을 형성하여 혼합 효율을 증대시킨다. 또한 후류부에서 유동 흐름이 전반적으로 안정화되는 것을 볼 수 있다.
본 연구에서는 기상 압력파동에 구속된 액적 내부의 에너지 파동과 연소응답의 상관관계를 고찰하였다. SRK 상태방정식과 Flash 계산법에 기초한 1차원 액적 기화모델로 기상과 액상의 2상 시스템에 대한 수치해석을 수행하였다. n-Pentane 액적과 기체 질소를 대상으로 기상압력과 압력파동 구동주파수에 따른 에너지 파동의 전파특성을 분석하였다. 액적 내부 에너지 파동의 주파수가 낮을수록 액적 내부로의 에너지 전파가 용이하였으며 결과적으로 연소응답의 크기를 감소시키는 요인이 되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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