• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.115-121
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• 2009

자기부상열차는 전자기력으로 차량을 부상, 추진하는 시스템으로써 친환경적이고 주행성능이 우수해 장래의 대중교통수단으로 각광받고 있다. 국내에서도 1989년 이후 자기부상열차와 그 시설물에 대한 연구가 진행되고 있으며 2012년 인천에 도시형 자기부상열차가 실용화될 예정이다. 도시형자기부상열차가 실용화되기 위해서는 자기부상 전용 가이드웨이의 성능이 확보되어야한다. 또한 자기부상열차는 나라마다 차량형식이 달라 국내 실정에 맞는 적절한 설계기준이 필요하다. 본 연구에서는 도시형자기부상 실용화 사업에서 제안된 자기부상 가이드웨이를 대상으로 유한요소해석을 수행하여 도시형 자기부상 가이드웨이의 단면성능을 평가하고 충격계수를 산출하였다. 해석수행 결과 동적증폭효과는 크지 않은 것으로 나타났으며 이를 통해 향후 자기부상 전용 가이드웨이 충격계수 설계기준 정립에 필요한 자료가 될 것이라고 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.111-119
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• 2017

이 연구에서는 자기부상열차-가이드웨이 상호작용을 고려하여 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 진동사용성을 고려한 처짐한계를 제안한다. 간략화된 자기부상철도 시스템의 운동방정식을 유도하고, 자기부상력 제어를 위한 되먹임 상수가 부상공극의 변동량이 최소가 되도록 최적화한다. 이 시스템에 대하여 자기부상열차의 운행속도, 가이드웨이 경간장, 2차 현가장치의 고유진동수와 감쇠비를 변화시켜 가며, 부상공극의 크기와 차체의 연직가속도에 대한 사용성 기준을 만족하는 가이드웨이의 처짐한계를 조사한다. 해석 결과로부터 자기부상열차의 2차 현가장치에 대한 요구 조건과 가이드웨이 구조물이 만족시켜야 하는 처짐한계를 제안한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.367-374
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• 2020

승객에게 편안한 승차감을 제공할 수 있도록 자기부상열차 차체 연직가속도의 진동크기에 대한 기준을 제시하고 이를 만족하는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 제안한다. 차량-구조물 상호작용을 고려한 해석기법을 사용하여 자기부상열차 시스템의 매개변수 해석을 수행하고, 차체 연직가속도에 대한 기준을 만족할 수 있는 가이드웨이 구조물의 처짐한계를 L/300로 제안한다. 이를 실제 자기부상열차 시스템의 동적 해석에 적용하여 제안한 처짐한계의 적절성을 검토한다. 기존의 자기부상철도 가이드웨이 구조물의 설계 기준과 비교하였을 때, 이 연구에서 제안한 처짐한계를 적용하면 경제적인 가이드웨이 구조물의 설계와 시공이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.233-244
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• 2014

이 연구에서는 자기부상열차-가이드웨이 상호작용 해석기법을 현장에서 계측된 자료를 활용하여 검증한다. 자기부상열차의 차체와 대차는 병진운동과 회전운동을 하는 강체 질량으로 모사한다. 대차의 부상전자석에서 발생하는 부상력은 능동 제어 알고리즘에 의해 제어된다. 가이드웨이는 Euler-Bernoulli beam을 사용하여 수치 모형을 구성한다. 대차의 회전 운동으로 인한 부상공극의 변화와 가이드웨이에 작용하는 위치의 변화를 엄밀히 고려하여 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적거동 해석을 수행한다. 인천공항 자기부상철도 노선에서 계측된 실측 자료를 이용하여 해석기법을 검증한다. 해석 결과와 현장 계측 결과의 비교를 통해 해석 기법의 정확성을 검증하고, 대상 구조물이 설계 기준을 만족하도록 안전하게 설계되고 시공되었음을 확인한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1559-1565
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• 2013

고가가이드웨이를 주행하는 상전도흡인식 자기부상열차(EMS-Type Maglev)는 가이드웨이의 유연성으로 인하여 전자석 현가시스템과 동적 상호작용을 일으켜 부상공극에 영향을 미친다. 특히, 전체 건설비를 줄이기 위하여 경량화 가이드웨이를 지향하면서 시스템 설계단계부터 차량과 가이드웨이 사이의 동적상호작용 해석에 의한 심도 있는 부상공극 분석이 더욱 필요하다. 본 논문에서는 보다 정교한 차량/가이드웨이 동적상호작용 해석모델이 제안된다. 제안된 모델은 가상시제 기반의 3 차원 전체차량, 모달합성법에 의한 유연 가이드웨이 및 피드백 제어기가 포함된 부상전자석의 동적 모델들이 하나로 통합된 것이다. 제안된 모델을 도시형 자기부상열차에 적용하여 차량의 속도와 레일조도가 부상공극 및 가이드웨이에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.15-24
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• 2015

상전도흡인식 자기부상열차는 전자석의 전류를 조정하여 차량과 선로 사이의 간극(공극)을 일정하게 유지한다. 이러한 능동현가장치를 사용하는 자기부상열차에 있어서는 다양한 외란에도 불구하고 부상제어기를 이용한 부상공극을 허용하는 범위 내로 유지하는 것이 핵심기술 중의 하나이다. 특히 차량과 유연한 가이드웨이 사이의 동적상호작용에 의해 발생되는 진동은 저속 및 정지상태에서 부상안정성을 방해하는 중요한 요인으로 작용한다. 본 논문에서는 가이드웨이의 유연성에도 강인한 부상제어기를 개발하기 위하여 차량과 유연 가이드웨이 사이의 연성 동역학 모델을 개발하고, 전자석 및 부상제어기도 포함시키는 통합모델링을 제안하였다. 개발된 통합동역학 모델을 이용하여 가이드웨이의 유연성을 고려한 부상공극 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.193-199
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• 2016

가속도를 계측하여 부상력을 제어하는 것은 가장 기본적인 자기부상열차의 부상공극 제어기법이다. 이에 이 연구에서는 가속도 되먹임에 기반한 부상공극제어기법을 자기부상열차에 적용하고, 이를 고려한 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적거동 해석기법을 개발한다. 개발된 해석기법을 사용하여 실제 자기부상열차-가이드웨이 상호작용계의 동적해석을 수행하였다. 해석 결과를 통해 가속도 되먹임에 기반한 부상공극제어기법을 적용하여도 현재까지 제안된 자기부상열차 설계 기준을 충분히 만족함을 확인하였다. 즉, 현재 제안된 자기부상열차 가이드웨이 구조물의 설계 기준을 보완하여 안전하면서도 경제적인 구조물의 건설이 가능해질 것으로 예상된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1161-1167
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• 2015

자기부상철도에서 전체 투자비의 약 70%를 차지하는 가이드웨이의 건설비를 줄이고 미관을 향상시키기 위하여 가이드웨이의 경량화가 요구된다. 그에 따라서 가이드웨이의 변형이 증가하며 그 변형에 의한 부상안정성과 안내성능 영향을 분석할 필요가 있다. 본 논문에서는 가이드웨이의 구조물의 횡변형과 레일의 수평불규칙도에 의한 차량의 안내 특성에의 영향성 분석에 목적을 두고 있다. 이를 위하여 가이드웨이 횡변형을 포함하는 3 차원 모델의 이용이 제안된다. 제안된 가이드웨이와 차량이 통합된 동적 해석 모델을 이용하여 가이드웨이 횡변형에 의한 차량의 안내특성 분석을 수행하였다. 해석 결과 가이드웨이 거더의 횡변형에 의한 효과는 미비하지만 가이드웨이 레일의 횡방향 불규칙도에 대해서는 속도에 따라 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 따라서 타당한 레일의 횡 불규칙도 설계 공차의 제한이 필요함을 알 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.57-60
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• 2008

자기부상열차는 궤도 위에 부상하여 운행하는 시스템이다. 자기부상열차의 특성상 주행 중 부상공극을 일정하게 유지하는 것이 사용성 및 승객의 승차감 면에서 매우 중요하다. 이 연구는 2006년 출범한 도시형 자기부상열차 실용화 사업단의 3-1 세부과제 선로구축물 성능개선 과제의 협동연구과제로 자기부상열차교량 상부구조의 급속시공법 개발을 목표로 연구를 수행하였다. 현재 도로교에서 프리캐스트 바닥판은 품질, 공기 면에서 현장타설 바닥판에 비해 우수하며, 널리 사용되고 있다. 따라서, 연구진은 3-1세부과제의 주관기관인 한국철도기술연구원과 협업을 통하여 1차년도에 PSC-U형 거더 및 개구제형 강재 거더에 프리캐스트 바닥판을 적용하여 자기부상열차 가이드웨이의 기본 시스템을 제안한 바 있다. 이 연구에서는 PSC-U형 거더, 프리캐스트 바닥판 및 새로운 형식의 가이드레일 시스템을 적용한 자기부상열차 가이드웨이의 시공성, 사용성, 유지관리성을 평가하고자 거더-바닥판-궤도로 이루어진 목업 실험체를 실대형 크기로 제작하여 실제 시공 환경과 비슷한 모의 시공을 수행하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.727-730
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• 2011

본 논문에서는 3차원 자기부상열차에 대한 열차-가이드웨이 상호작용 해석기법을 제시하고자 한다. 수직 및 수평방향 변위, 피칭, 롤링 그리고 요잉에 대한 자유도를 각 보기와 차체에 대해 고려하여 총 25자 유도 자기부상열차에 대한 운동방정식을 유도하였다. 제어방식으로는 UTM01에 적용된 제어기법을 이용하였고, 궤도 틀림을 고려하기 위하여 미국 FRA에 적용하고 있는 궤도 불규칙성에 대한 밀도 스펙트럼 함수를 이용하여 조도를 생성하였다. 같은 조건하에 2차원 모델과 3차원 모델의 동적응답 결과를 비교하여 타당성을 확인하였고, 2차원 모델에서 고려할 수 없는 수평방향 조도를 도입하였을 때 수직방향 부상공극에는 두드러진 영향을 미치지 않았으나, 수평방향 부상변위에 있어서 중요하게 작용함을 확인하였다.