하이퍼튜브 캡슐트레인 압축기 장착 및 미장착에 따른 튜브 내부 유동형태 및 공기저항 해석 (Analysis of Flow Behavior and Aerodynamic Drag for Hypertube Capsule Train with and without Compressor)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 21권 / 6호 / 531 ~ 540페이지
· 저자명 : 장용준, 이관섭, 한상헌, 오광호

초록

압력이100Pa(0.001atm)로 유지되는 밀폐된 튜브 내부에서 초고속으로 주행하는 하이퍼튜브의 캡슐 차량 주변의 공기 거동에 대하여 연구하였다. 캡슐차량의 길이는 26m, 단면적은 1.41m2, 튜브의 직경은 2.225m이며, 튜브의단면적 대비 캡슐 차량의 단면적 비율(Blockage ratio)은 0.36이다. 캡슐의 주행 속도를 마하수 M=0.4~0.9까지 증가시키며, 캡슐차량 전두부에 압축기 장착의 유무에 따른 유동형태의 변화를 3차원 CFD를 이용하여 연구하였다. 압축성 유동을 해석하기 위하여 오픈폼(OpenFOAM) 코드를 사용하였으며, RANS 기법에 기반한 k−ω 난류 모델을 사용하였다. 압축기 장착시가 미장착시에 비하여 항력이 크게 감소하는 것으로 조사되었다. M=0.9의 경우는 435.7N에서66.6N으로 감소하여, 항력이 약 85%가 감소하는 것으로 조사되었다.

영어초록

Numerical study is performed for the aerodynamic behavior around a high-speed Hypertube capsule trainin an airtight tube in which pressure (100Pa) is maintained. Length of capsule train is 26m, cross-section area of capsuletrain is 1.41m2, tube diameter is 2.225m, and blockage ratio is 0.36. Speed of capsule train increased from Mach=0.4 to0.9. The aerodynamic behavior around capsule train is investigated using 3D CFD with and without compressor. TheOpenFOAM code for RANS simulation is used to calculate the compressible flow in the tube and the k-ω eddy viscositymodel is employed to resolve the turbulent flows. The aerodynamic drag is considerably decreased by the compressor.
In case of Mach=0.9, the aerodynamic drag is reduced from 435.7N to 66.6N, which is an 85% reduction compared tothe case without compressor.

참고자료

· 없음