대심도 고속열차 터널의 피스톤 효과에 대한 수치해석 연구 (Numerical Analysis of Piston Effects in Deep Tunnel for High-Speed Train)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 25권 / 3호 / 232 ~ 240페이지
· 저자명 : 조영민, 이용갑, 박원희, 이준석, 박덕신, 권순박

초록

일반적으로 열차가 운행하게 되면 지속해서 먼지가 발생하게 되는데, 저심도 터널의 경우 열차 운행 시 열차가 전두부의 터널 내부 공기를 밀고 나가고, 후미부의 터널 내부 공기를 당기는 피스톤 효과에 의해 부분적인 자연 환기가 가능하다. 하지만, 대심도 터널의 경우 이와 같은 피스톤 효과에 의한 자연 환기 효과가 정량적으로 연구된 바 없다. 이에 본 연구에서는 대심도 터널을 대상으로 고속철도가 운행할 때의 피스톤 효과에 의한 환기 영향을 수치해석으로 알아보았다. 해석 결과 고속철도가 수직구를 통과하기 전에는 수직구를 통해 터널 내부의 공기가 외부로 나가고, 수직구를 통과한 후에는 수직구를 통해 외부의 공기가 터널 내부로 유입되는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 그 유속이 크지 않고, 유동이 오랜 시간 지속되지 않아 터널 미세먼지 농도를 낮추기에는 부족하여 기계 환기 또는 직접적인 미세 먼지 저감방법이 필요함을 알 수 있었다.

영어초록

In general, railway operation causes consistent generation of particulate matter (PM). In shallow tunnels, natural ventilation by piston effect of railcar is effective. However, in deep tunnels, this piston effect has not been confirmed.
In this study, the influence of piston effects on natural ventilation of deep tunnels was numerically simulated. The results showed that tunnel air moves outward through perpendicular holes before passage of high-speed trains, while outdoor air moves into tunnels through perpendicular holes after passage of high-speed train. However, because air speed was not high, and air movement gradually disappeared after passage of train, piston effect was not sufficient to reduce PM concentrations. Therefore, it was found that a mechanical ventilation method or the introduction of a direct PM reducing method are needed to lower PM concentrations of deep tunnels.

참고자료

· 없음