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ISSN : 2233-8292

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Vol.11 No.4
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터널에서 차량의 운행에 의해 생성되는 비정상 유동에 대한 실험적 연구

Experimental study on vehicle-induced unsteady flow in tunnel

(사)한국터널지하공간학회 / (사)한국터널지하공간학회, (P)2233-8292; (E)2287-4747
2009, v.11 no.4, pp.411-417
김정엽 (한국건설기술연구원)
신현준 (한국건설기술연구원)
김정엽, & 신현준. (2009). 터널에서 차량의 운행에 의해 생성되는 비정상 유동에 대한 실험적 연구. (사)한국터널지하공간학회, 11(4), 411-417.
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초록

도로터널내 열유동장의 형성은 여러 가지 요인의 영향을 받는다. 즉 차량의 이동에 의한 피스톤 효과, 환기설비의 환기력, 자연풍 영향, 화재시 부력 등에 따라 도로터널내 기류가 형성된다. 차량의 이동에 의한 피스톤 효과는 도로터널내 기류생성의 일차적인 요인이며, 화재시 연기의 초기 거동에 영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 도로터널내 차량의 이동에 의해 생성되는 비정상 기류를 분석하기 위해서 단순한 형태의 터널과 차량에 대한 축소모형실험장치를 제작하고 실험을 수행하였다. 기본형, 전두부 사변형, 후두부 계단형의 3가지 형태로 차량의 형상을 변화시켜가며 차량운행에 따라 형성되는 터널내 압력과 기류속도를 측정하였다. 실험결과 터널내 생성되는 압력과 속도의 크기는 “기본형>후두부 계단형>전두부 사변형”의 순서로 증가하였다. 실험결과는 향후 3차원 수치해석 결과와의 비교, 검토를 통해서 수치해석 기술의 보완 및 신뢰성 확보를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

keywords
도로터널, 피스톤 효과, 터널유동, 차량형상, 축소모형실험, Road tunnel, piston effect, tunnel flow, vehicle shape, model experiment

Abstract

The thermo-flow field in road tunnel is influenced by some facts such as piston effect of vehicle's move, operation of ventilation facilities, natural wind and buoyancy effect of fire plume. Among those, piston effect is one of primary causes for formation of air flow in road tunnel and has an effect on initial direction of smoke flow in tunnel fire. In this study to analyze the unsteady flow in the tunnel caused by the run of vehicle, the experimental study of vehicle-induced unsteady flow on a reduced-scale model tunnel is presented. While the three types of vehicle shape such as basic type of rectangular shape, diamond-head type and stair-tail type are changed, the pressure and air velocity variations with time are measured. The rising ratio of pressure and velocity are in order of “basic type of rectangular shape > stair-tail type > diamond-head type”. The experimental results would be good data for development of a numerical method on the vehicle-induced unsteady tunnel flow.

keywords
도로터널, 피스톤 효과, 터널유동, 차량형상, 축소모형실험, Road tunnel, piston effect, tunnel flow, vehicle shape, model experiment

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