Development of 1-3 Dimensional Hybrid Mesh Method for Flow Analysis of the Ultra-High Speed Vehicle Inside a Long Distance Tunnel

장거리 터널 내 고속 운송체의 유동 해석을 위한 1-3차원 혼합격자 기법개발

This paper shows development of 1-3 dimensional hybrid mesh method to analysis flow induced by ultra-high speed vehicle inside a long distance tunnel. For three-dimensional analysis of the tunnel system many meshes are required. However it is not efficient to calculate the whole tunnel system in three-dimension. Therefore in this paper, three-dimension meshes was used to describe stations, shafts and around vehicle, and one-dimension meshes was used to describe the tunnel except these three sections. And unsteady flow analysis of the ultra-high speed vehicle was performed with UDFs in commercial software, Ansys vr. 12.0.

본 논문은 장거리 터널 내에서 운송체의 고속운행에 의해 발생한 유동을 해석하기 위한 격자 기법 개발에 관한 내용이다. 수십 km의 터널 시스템을 3차원으로 해석하기 위해서는 많은 수의 격자가 요구된다. 그러나 전체 터널 시스템을 3차원으로 계산한다는 것은 비효율적이다. 그리하여 본 논문에서 계산의 효율성을 위해 터널 내 유동장에 영향을 크게 주는 달리는 운송체 주위, 정거장과 환기구는 3차원으로 격자를 구성하였고 그 외의 직전 터널 구간은 1차원 격자로 구성하였다. 터널 내의 유동은 열차가 달릴 때 생성되는 열차 주위의 유동에 의해 결정된다. 그러므로 열차 주위에는 격자를 조밀하게 생성시켜 주었다. 그리고 이 격자는 열차가 이동할 때 함께 움직이도록 하여 격자의 질을 유지하게 하였다. 열차의 운행 속도는 가속, 등속, 감속의 3단계로 구분하였다. 이와 같은 장거리 터널 내 비정상 고속 운송체 유동을 해석하기 위해 상용 소프트웨어인 Ansys vr. 12.0의 UDFs(User-Defined Functions) 기능을 사용하였다.