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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 權赫彬
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 한국교통대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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제목 : 유동 분사식 선로전환기 적설 저감장치에 관한 연구
본 연구에서는 겨울철 선로전환기 동결 현상 발생에 의한 철도 운행 피해 발생을 감소하기 위하여 유동 분사식 레일 착설 방지 장치의 개념 및 기초 설계안을 제시하였다. 우선, 장치의 성능을 결정하기 위해 물리 법칙을 이용하여 눈 입자 유입 방지 가능 유속을 도출하였다. 장치에 의한 레일 위 착설량 저감 효과를 확 인하기 위하여 2D 모델에 대한 전산유체해석을 수행하였다. 레일 모델은 UIC60 레일로 선정하였으며, 레일 주위 3개 지점에 유동 분사 유동 분사부 를 모델링하였다. 유동분사부 너비와 유량 배분비에 따른 해석을 수행하여, 눈 입자 유입 방지 가능 유속이 형성되는 조건을 선정하였다. 본 장치의 성능을 확인하기 위해 선로전환기 적설 저감장치 모형을 제작 하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 장치 적용 시 레일 두부 적설 높이는 약 59.5% 감소했으며, 시간대별 레일 두부 적설 높이의 회귀 분석을 진행 하여 2차 방정식으로 분석한 결과는 2차항이 87.5% 감소하였음을 확인하 였다. 또한, 레일 전체 착설량을 비교한 결과, 장치 적용 시 레일에 착설된 눈의 무게는 약 66.3% 감소하였다. 즉, 고속철도 도상의 규모나 면적을 고려하여 레일 주변에 유동 분사식 장치를 설치함으로써 레일 주위 착설량을 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 이는 일정 수준 이상의 강설 시에는 대응이 어려운 기존 융설장치의 단점 을 보완함으로써 융설장치와 함께 사용할 경우 겨울철 선로전환기 동결 현상을 방지할 수 있을 것으로 생각된다.
Keywords : 선로전환기, 적설저감, 유동분사
본 연구에서는 겨울철 선로전환기 동결 현상 발생에 의한 철도 운행 피해 발생을 감소하기 위하여 유동 분사식 레일 착설 방지 장치의 개념 및 기초 설계안을 제시하였다. 우선, 장치의 성능을 결정하기 위해 물리 법칙을 이용하여 눈 입자 유입 방지 가능 유속을 도출하였다. 장치에 의한 레일 위 착설량 저감 효과를 확 인하기 위하여 2D 모델에 대한 전산유체해석을 수행하였다. 레일 모델은 UIC60 레일로 선정하였으며, 레일 주위 3개 지점에 유동 분사 유동 분사부 를 모델링하였다. 유동분사부 너비와 유량 배분비에 따른 해석을 수행하여, 눈 입자 유입 방지 가능 유속이 형성되는 조건을 선정하였다. 본 장치의 성능을 확인하기 위해 선로전환기 적설 저감장치 모형을 제작 하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 장치 적용 시 레일 두부 적설 높이는 약 59.5% 감소했으며, 시간대별 레일 두부 적설 높이의 회귀 분석을 진행 하여 2차 방정식으로 분석한 결과는 2차항이 87.5% 감소하였음을 확인하 였다. 또한, 레일 전체 착설량을 비교한 결과, 장치 적용 시 레일에 착설된 눈의 무게는 약 66.3% 감소하였다. 즉, 고속철도 도상의 규모나 면적을 고려하여 레일 주변에 유동 분사식 장치를 설치함으로써 레일 주위 착설량을 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 이는 일정 수준 이상의 강설 시에는 대응이 어려운 기존 융설장치의 단점 을 보완함으로써 융설장치와 함께 사용할 경우 겨울철 선로전환기 동결 현상을 방지할 수 있을 것으로 생각된다.
Keywords : 선로전환기, 적설저감, 유동분사
목차
I. 서 론 11. 연구 배경 11.1 동절기 선전환기 적설로 인한 밀착 불량 현상 및 현황 11.2 기존 적용 사례 분석 31.3 기존 적용 사례 분석을 통한 유동 분사식 선로 전환기 적설 저감 장치 제안 52. 연구 목적 및 방법 62.1 연구 목적 62.2 연구 방법 6II. 수치 해석 연구 71. 전산유체해석 기법 71.1 지배방정식 71.2 수치해법 91.3 난류 모델 102. 해석 모델 및 해석 조건 122.1 눈 입자 유입 방지 가능 유속 검토 122.2 2D 모델 기초 설계 142.3 해석 격자계 172.4 해석 Case 선정 182.5 해석 조건 설정 213. 해석 결과 223.1 레일 주위 유동장 해석 결과 22III. 실험 연구 291. 실험 개요 292. 실험 모델 293. 실제 강설상황 실험 진행 303.1 실험 조건 및 방법 303.2 실험 결과 323.2.1 레일 주변부 적설 높이 323.2.2 눈 분포 분석 323.2.3 레일 두부 적설 높이 측정 343.2.4 레일 착설량 비교 35IV. 결 론 38참고문헌 39Abstract 41
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