• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.50-51
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• 2017

최근 전 세계적으로 차세대 초고속 교통수단의 연구, 개발에 박차를 가하고 있다. 대표적으로 미국에서 개발하고 있는 하이퍼루프는 승객을 태운 차체가 원통형인 튜브안에서 최대 1200 km/h로 이동하는 초고속 교통수단이다. 이렇게 빠른 속도에 도달하기 위해서 수십 MW 수준의 상당히 큰 전력이 필요하며, 이러한 큰 전력소모에 의한 전력망의 부담을 덜기 위해, 태양광 시스템을 튜브에 장착하여 추진에 필요한 일부 전력을 태양광 발전으로 대체하는 시스템이 연구되고 있다. 본 논문에서는 튜브의 방향, 태양전지의 배열에 따른 에너지 생산량, 전력발전량 및 비용 등의 다각적인 측면에서의 분석을 제시하였다. 원통형 튜브에 부착되는 태양전의 배열을 여섯 가지 경우로 나누었을 때, 삼각 지붕 모양으로 태양전지를 배열한 Case 2가 가장 높은 에너지 생산량을 보였다. 하지만 태양전지의 단위면적 당 에너지 생산량을 비용으로 계산하였을 경우, 튜브 위에 평평하게 태양전지를 배열한 Case 1이 가장 높은 가격 경쟁력을 가졌다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.51-57
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• 2010

본 연구에서는 진공튜브 내 초고속열차의 공기저항을 전산유체역학을 이용하여 계산하였으며, 튜브-열차 시스템의 주요 시스템 파라메타인 열차 속도, 공기밀도, 터널 직경을 변화시켜가면서 공기저항의 변화를 살펴보았다. 튜브 내에서의 열차 공기저항은 속도의 제곱보다 더 급격히 증가하며, 튜브 직경이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 공기밀도가 감소함에 따라 개활지와 마찬가지로 거의 선형적으로 감소하는 특성을 보여주었으며, 특정 파라메타 공간에 대하여 파라메타에 따른 공기저항 변화의 불규칙성이 다소 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.61.1-61.1
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• 2013

최근 지구온난화 및 원유 공급 감소 또는 고갈로 에너지 효율성 높고 저탄소 녹색성장을 주도할 수 있는 철도산업에 대한 관심이 고조되고 있다. 초고속 자기부상철도는 에너지 효율이 높은 경제적인 교통수단으로써, 단위 수송당(인-km) 온실가스 배출량이 자동차의 38%, 항공기의 17%에 불과하고, 같은 궤도운송시스템인 고속철도에 비해서도 77%에 불과하고 단위수송당 에너지 소비율이 항공기의 80% 수준에 불과하므로, 화석에너지의 고갈이 예상되는 미래에 장거리 고속 이동 수단으로써 중요성이 확대되고 있다. 또한, 비접촉 추진 방식이므로 바퀴 접촉식 고속철도에 비해서 유지보수 비용이 저렴하고(34%에 불과) 고속철도에 비해 10dB 이상 소음 발생이 적은 수명주기 비용 및 환경측면에서 기존 철도시스템에 비해서 경쟁력이 있으므로 시급한 개발과 활용이 요구되고 있다. 본 연구에서는 초고속 자기부상철도 연구와 관련된 국내외 연구동향과 함께, 국가연구개발사업으로 추진중인 초고속 자기부상철도 핵심기술개발사업에 대해 살펴보았다. 또한, 미래기술로 각광을 받고 있는 튜브트레인 기술에 대해서도 알아보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.377-385
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• 2018

튜브 내부의 공기저항을 최소화해 운송체의 빠른 이동을 가능하게 해주는 초고속 진공튜브 시스템(Super-speed vacuum tube system)은 고효율 친환경성으로 인해 차세대 운송시스템으로 주목받고 있다. 초고속 진공튜브 시스템은 외부에 비해 튜브 내부의 압력을 매우 낮게 유지할 필요가 있으므로 기밀성의 확보가 무엇보다 중요한 설계 요건이라 할 수 있다. 본 연구에서는 균열의 발생이 진공튜브 구조물 내부의 압력 변화에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하기 위해 일련의 콘크리트 튜브 구조물에 대해 균열에 따른 내부 압력의 변화를 측정하는 실험을 실시하였다. 실험결과 균열의 길이 또는 균열폭에 대한 정보만으로는 시스템의 기밀성에 영향을 주는 균열의 성질을 표현하기에 부족한 것으로 나타났으며, 반면에 발생된 구조물의 변위와 등가투기계수와의 관계는 상대적으로 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 이와 같은 실험 결과를 바탕으로 설계 단계에서 시스템의 기밀성을 예측하기 위한 향후 연구방향을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.143-150
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• 2011

본 논문에서는 초고속 튜브철도 시스템의 개념설계 단계에 있어 진공튜브 구조물의 기밀성능 평가를 위한 기초 연구를 수행하였다. 먼저 Darcy의 흐름법칙에 근거하여 밀폐된 구조물의 내/외부 압력 차에 따른 공기 유입의 흐름식을 유도한 후 콘크리트 재료에 대한 투기성 평가 실험을 수행하여 콘크리트 강도에 따른 투기계수의 경향을 분석하였으며 이 결과를 바탕으로 가정 단면을 가진 튜브 구조물에 대한 내부 압력 변화를 해석적으로 모사하였다. 수립된 해석모델과 실험결과를 종합적으로 분석한 결과, 콘크리트의 투기성은 압축강도에 기하급수적으로 반비례하며 진공튜브 구조물에 콘크리트 재료를 적용하였을 경우 적어도 50MPa 이상의 압축강도를 갖는 콘크리트를 사용하는 것이 진공펌프의 운용 및 유지관리 측면에서 유리할 것으로 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.516-520
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• 2010

튜브 구조물의 압력을 대기압 이하로 유지하는데에 사용될 진공 펌프의 용량을 설정하기 위한 파라메타 연구를 수행하였다. 최근 철도 기술 연구자들은 초고속 수송 시스템의 하나인 튜브 열차 시스템에 관심을 가지게 되었다. 초고속을 달성하기 위하여 튜브 내부를 저압으로 유지할 필요가 있는데, 저압에서는 공기 저항이 극단적으로 줄어들기 때문이다. 진공 펌프 시스템은 튜브 내부를 저압으로 만들고, 누설을 보충하는 역할을 한다. 일련의 연구결과, 다양한 파라메타에 대한 진공 펌프의 용량을 구하였다. 이 결과들은 공기 저항 저감 효과를 분석하는데에 적용될 것이다.

• 철도저널
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• 제20권2호
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• pp.10-16
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• 2017

• 전기저널
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• 통권392호
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• pp.38-42
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• 2009

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1193_1194
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• 2009

일반적으로 자기부상열차는 고속, 내구성, 안전성 등을 만족하는 가장 적합한 시스템 중 하나로 부각되고 있다. 300[km/h] 이하의 중저속 자기부상철도의 경우, 추진용으로 선형유도전동기가 사용되고 있으며, 초고속 자기부상철도의 경우, 선형유도전동기보다 고효율, 고출력의 특성을 가지는 선형동기전동기가 사용되고 있다. 한국철도기술연구원에서는 2008년도부터 700[km/h]급 초고속튜브열차용 선형동기전동기연구를 시작하였으며, 추진/부상 일체형 권선형 선형동기전동기연구를 수행하고 있다. 따라서 본 논문에서는 초고속튜브열차용 선형동기전동기 연구의 일환으로, 축소형 영구자석형 선형동기전동기(PM-LSM)의 수학적 방법에 의한 기본설계를 수행하였으며, 이를 이동자만을 고려한 자기등가회로법을 이용하여 권선형 선형동기전동기(EM-LSM)로 변환 설계를 수행하였다. 또한 설계된 PM-LSM과 EM-LSM 모델의 FEM 해석을 이용한 특성 분석을 통하여 본 논문에서 제안한 변환 설계기법의 정확도 검증 연구를 수행하였다.

• 한국철도학회지
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• 제11권4호
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• pp.13-18
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• 2008