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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이승철
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 강원대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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우리나라는 최근 산업과 교통의 발전으로 인해 도로터널이 증가되고 있으며, 크기 또한 점차 대단면?장대화되고 있다. 이러한 도로터널은 외부와의 거리차로 인해 외부와 고립된 공간적인 특징을 가지고 있어 도로터널 내 환기를 위해 환기시스템을 산정하여 설치?운용하고 있다.
한편 우리나라의 1년 강우량은 50% 이상이 7∼9월에 밀집하여 발생하고 있으며, 최근 이상기후로 인해 국지성폭우가 빈번하게 발생되고 있다. 이러한 강우가 도로터널에 발생될 경우 도로터널 내 환기력에 영향을 미칠 것이라 예상되지만, 국내 도로터널의 환기시스템에는 강우를 고려한 인자가 적용되지 않은 채 환기시스템을 산정하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비(非) 강우 시와 시간 당 강우량을 변화시켜가며 강우가 도로터널 내 환기력에 미치는 영향을 3차원 수치해석 기법을 이용하여 알아보았다.
그 결과 첫째, 비(非) 강우 시를 기준으로 시간 당 150 mm의 강우가 도로터널에 발생될 경우 도로터널 내부로 유입되는 공기의 유량은 52.34%만큼 감소되었고, 도로터널 입?출구의 압력차이는 22.22% 감소되어 나타나 강우에 의해 도로터널 내 환기력은 감소되는 것으로 나타났다.
둘째, 시간 당 강우량을 변화시켜가며 도로터널에 필요한 제트팬(Jet fan)의 대수를 산정해본 결과 비(非) 강우 시에는 12대인 반면 시간 당 강우량이 80 mm인 경우에는 16대, 150 mm 인 경우에는 17대의 제트팬이 필요한 것으로 나타나 도로터널의 환기시스템을 산정할 때에는 강우에 대한 인자가 고려되어야 한다.
셋째, 본 연구에 대상이 된 도로터널 내 제트팬의 배치는 도로터널 입구 부분과 출구 부분에 밀집하여 위치해있고, 그 형상이 일자형이기 때문에 도로터널 입?출구 부분의 기류가 도로터널 상부에 밀집하여 나타났다. 이를 해결하기 위해서는 제트팬의 형상이 일자형이 아닌 각도를 갖는 Banana 제트팬을 설치하는 것을 추천한다.
한편 우리나라의 1년 강우량은 50% 이상이 7∼9월에 밀집하여 발생하고 있으며, 최근 이상기후로 인해 국지성폭우가 빈번하게 발생되고 있다. 이러한 강우가 도로터널에 발생될 경우 도로터널 내 환기력에 영향을 미칠 것이라 예상되지만, 국내 도로터널의 환기시스템에는 강우를 고려한 인자가 적용되지 않은 채 환기시스템을 산정하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비(非) 강우 시와 시간 당 강우량을 변화시켜가며 강우가 도로터널 내 환기력에 미치는 영향을 3차원 수치해석 기법을 이용하여 알아보았다.
그 결과 첫째, 비(非) 강우 시를 기준으로 시간 당 150 mm의 강우가 도로터널에 발생될 경우 도로터널 내부로 유입되는 공기의 유량은 52.34%만큼 감소되었고, 도로터널 입?출구의 압력차이는 22.22% 감소되어 나타나 강우에 의해 도로터널 내 환기력은 감소되는 것으로 나타났다.
둘째, 시간 당 강우량을 변화시켜가며 도로터널에 필요한 제트팬(Jet fan)의 대수를 산정해본 결과 비(非) 강우 시에는 12대인 반면 시간 당 강우량이 80 mm인 경우에는 16대, 150 mm 인 경우에는 17대의 제트팬이 필요한 것으로 나타나 도로터널의 환기시스템을 산정할 때에는 강우에 대한 인자가 고려되어야 한다.
셋째, 본 연구에 대상이 된 도로터널 내 제트팬의 배치는 도로터널 입구 부분과 출구 부분에 밀집하여 위치해있고, 그 형상이 일자형이기 때문에 도로터널 입?출구 부분의 기류가 도로터널 상부에 밀집하여 나타났다. 이를 해결하기 위해서는 제트팬의 형상이 일자형이 아닌 각도를 갖는 Banana 제트팬을 설치하는 것을 추천한다.
목차
목 차국문초록 i표 목 차 v그림목차 viI. 서 론 11.1 연구 배경 및 목적 1II. 국내 도로터널 및 강우량 현황 42.1 국내 도로터널 현황 42.2 국내 강우량 현황 6III. 강우량 모델링 73.1 강우 기본가정 73.2. 적용모델 및 강우설정 7IV. 강우를 고려한 3차원 수치해석 방법 104.1 대상 모델 및 해석 영역 104.2 지배방정식 및 경계조건 124.3 수치해석 방법 144.4 격자 의존성 파악 15V. 강우를 고려한 도로터널 내 환기력 특성 185.1 시간 당 강우량에 따른 도로터널 내 유동 특성 185.2 시간 당 강우량에 따른 도로터널 내 유량 변화 215.3 시간 당 강우량에 따른 도로터널 내 환기력 파악 24VI. 결 론 28참고문헌 30Abstract 33
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