• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제3권4호
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• pp.242-253
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• 2011

Skin frictional drag reduction efficiency of "stiff" compliant coating was investigated in a wind tunnel experiment. Flat plate compliant coating inserts were installed in a wind tunnel and the measurements of skin frictional drag and velocity field were carried out. The compliant coatings with varying viscoelastic properties had been prepared using different composition. In order to optimize the coating thickness, the most important design parameter, the dynamic viscoelastic properties had been determined experimentally. The aging of the materials (variation of their properties) during half a year was documented as well. A design procedure proposed by Kulik et al. (2008) was applied to get an optimal value for the coating thickness. Along with the drag measurement using the strain balance, velocity and pressure were measured for different coatings. The compliant coatings with the thickness h = 7mm achieved 4~5% drag reduction within a velocity range 30~40 m/s. The drag reduction mechanism of the attenuation of turbulence velocity fluctuations due to the compliant coating was demonstrated. It is envisioned that larger drag reduction effect is obtainable at higher flow velocities for high speed trains and subsonic aircrafts.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.301-310
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• 2013

현재 도로터널에는 화재시 임계풍속을 유지할 수 있도록 제트팬을 설치하고 있으며, 제트팬 댓수는 임계풍속을 유지하기 위한 유동저항, 자연풍에 의한 환기저항, 열부력에 의한 환기저항을 고려하여 산정한다. 그러나, 국내의 경우, 제트팬 댓수 산정시 열부력은 고려하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 열부력이 제트팬 댓수에 미치는 영향을 검토하기 위해서 터널연장(500, 750, 1000, 1500, 2000, 3500 m) 및 경사도(-1.0, -1.5, -2.0%)를 변수로 하여 화재성장곡선에 따른 비정상상태의 수치 시뮬레이션을 수행하였으며, 열기류의 평균온도 및 열부력에 의한 압력손실을 검토하여 열부력이 제트팬 댓수에 미치는 영향을 검토하였다. 이에 본 연구에서는 화재로 인한 열부력을 고려하는 경우에 제트팬 댓수의 증가가 필요하며, 특히, 설계화재강도를 100 MW로 하는 경우에는 본 해석조건의 모든 범위에서 열부력에 의한 압력손실이 차량저항에 의한 압력손실의 최대치보다 증가하며, 현행설계기준을 적용하는 경우보다. 최소 2~11대의 제트팬 대수의 증가가 필요한 것으로 분석되었다. 따라서 제연용 제트팬 용량 산정시 열부력에 대한 고려가 반드시 필요한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.109-122
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• 2003

기존 철도터널의 운행속도 향상시 문제가 되는 터널내 공기의 압축파 문제를 해결하기 위해서는 단면의 화대보다는 통풍공 수직구의 건설이 경제성 및 시공성 측면에서 유리한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 장기재령의 운영중인 철도터널에 통풍공 수직구를 건설함에 따라 발생될 수 있는 본선터널, 하부갱도 그리고 수직구의 역학적 거동들을 파악하기 위한 목적으로 3개의 독립적인 요소기술들에 대하여 실험적, 해석적 연구를 수행하였다. 연구결과, 먼저 장기재령과 콘크리트 라이닝의 강도관계는 재령이 증가함에 따라 강도가 저하하는 경향을 확인할 수 있었으며, 본선터널과 수직구의 최소 적정이격 거리를 해석적으로 추정한 결과는 본선터널 직경(D)의 약 0.5D 이상이 적합한 것으로 도출되었다. 다음으로 수직구 굴착에 따른 하부갱도의 3차원적 거동은 시험시공의 계측결과와 탄소성 유한요소해석 결과가 유사한 경향을 나타내었으나, 수직구 굴착시 수직구 자체의 거동파악을 위한 분석결과에서는 수직구의 심도별 지반거동 계측결과와 3차원 유한요소해석 결과가 상이한 거동을 보였다. 따라서 이상의 연구결과로부터 수평터널에 대한 해석결과와 계측결과의 경향은 유사하지만 변위, 응력 등의 정량적 비교에서는 지반물성치의 선정방법에 따라 다소 큰 차이가 나타남을 알 수 있었다. 또한 수직방향에 대한 거동을 해석적인 방법으로 검증하기 위해서는 지표면에서의 수평방향 응력, 변위성분을 표현할 수 있는 적정기법 연구가 요구된다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.79-88
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• 2008

1994년 처음으로 국내 지반공학자들에게 소개된 수압파쇄 시험법은, 측정장비 및 해석방법에 있어서 많은 발전을 이루어 왔다. 파이프라인 타입이었던 제1세대 수압파쇄 시험장비는 다루기가 쉽지 않았고 파이프 연결부위에서의 압력 누설 문제가 대두되면서, 제2세대라 불리는 와이어라인 타입으로 보완된 바 있으나, 기존의 시스템에 비해 많은 장점을 가짐에도 불구하고 공기압축기를 별도로 설치해야 하는 문제점을 여전히 안고 있어, 2004년 이후 이를 모두 포함하는 현재의 제3세대 all-in-one 시스템으로 보완된 바 있다. 장비의 발전과 함께, 응력해석을 위한 소프트웨어의 발전도 꾸준히 진행되어온 바, 불확실한 결정값으로 인해 가장 다루기 어려운 균열폐쇄압력에 대하여 여러 가지 기법을 적용함으로써 가장 합리적인 값을 도출해내는 방법의 개발이 그 한 예가 될 것이다. 이러한 지난 10여년 간의 기술발전과 함께 국내 대부분의 지역에서 수행된 수압파쇄시험을 통하여 대한민국의 거의 전 지역에 대한 측정결과들을 축적할 수 있었으며, 현재 이 결과값은 터널굴착을 위한 기초설계단계에서 널리 활용되고 있다. 향후 해저터널의 건설과 관련하여 해상에서의 수압파쇄 초기응력측정법 또한 꾸준히 개발되고 있으나, 지금까지 축적된 내륙에서의 초기응력 측정값이 해저터널의 안전한 설계를 위해 직간접적으로 사용되어지길 기대하며, 현재까지 수압파쇄시험을 통해 얻어진 한반도의 초기응력의 평균 크기와 방향을 지질학적 특성결과와 관련 지어 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.395-401
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• 2009

장대터널의 환기 및 방재시스템 설계시 주요한 요소설계인자 중 하나인 자연환기력은 그 중요성에도 불구하고 관련 영향변수들의 상호관계는 정량화가 매우 복잡하여, 자연환기력에 의한 유입 자연풍에 관한 설계기준을 정량적 근거하에서 제시하고 있지 못하다. 최근 발생한 터널화재에 의한 문제 및 터널 이용자에 의한 보다 나은 공기질에 대한 요구 등으로 터널 환기시스템의 최적화가 시급히 필요하며, 따라서 최적화의 주요 설계인자인 자연환기력에 대한 연구가 절실히 요구된다. 본 연구에서는 국내 최장대 도로터널로 계획된 인제터널(연장 10.9 km)을 대상으로 자연환기력의 예측을 목적으로 하였다. 지형적 요인에 의한 외부풍의 풍압에 기인하는 자연환기력의 최대 가능수준을 예측할 수 있는 기압장벽고의 개념을 적용하여 외부풍에 의한 자연환기력을 추정하고 터널내외부 공기 밀도차로 인한 굴뚝효과에 따른 자연환기력을 동시에 분석하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제1권1호
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• pp.51-60
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• 1997

In this paper, we investigated the heating performance and the basic characteristics required for normal combustion of kerosene fan heater. And also the iso-velocity contours and the iso-temperature contours of hot gas discharged from the exit of kerosene fan heater were analyzed. The experiment was carried out with kerosene fan heater attached to the blow-down-type subsonic wind tunnel with a test section of $240mm{\times}240mm{\times}1200mm$. The purpose of this paper was to obtain the basic data for new design from conventional kerosene fan heater. Consequently it was found that (i) the pressure ratio $P_2/P_1$ had a comparatively constant value of 0.844 according to the increase of the revolution of turbo fan, (ii) the primary excess air ratio had a range of $0.84{\sim}1.11$ during normal combustion, and (iii) the heating performance of kerosene fan heater had a range of $1,494{\sim}3,852kcal/hr$.

• Wind and Structures
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• 제24권1호
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• pp.79-93
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• 2017

Wind-induced fluctuating internal pressures in a building with a dominant opening can be described by a second-order non-linear differential equation. However, the accuracy and efficiency of the governing equation in predicting internal pressure fluctuations depend upon two ill-defined parameters: inertial coefficient $C_I$ and loss coefficient $C_L$, since $C_I$ determines the un-damped oscillation frequency of an air slug at the opening, while $C_L$ controls the decay ratio of the fluctuating internal pressure. This study particularly focused on the value of loss coefficient and its influence factors including: opening configuration and location, internal volumes, as well as wind speed and approaching flow turbulence. A simplified formula was presented to predict loss coefficient, therefore an approximate relationship between the standard deviation of internal and external pressures can be estimated using Vickery's approach. The study shows that the loss coefficient governs the peak response of the internal pressure spectrum which, in turn, will directly influence the standard deviation of the fluctuating internal pressure. The approaching flow characteristic and opening location have a remarkable effect on the parameter $C_L$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.782-789
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• 2020

국내에서 제작되는 철도차량의 해외 시장 개척을 위하여 다양한 기후환경에서도 최고의 성능을 유지하기 위한 철도차량의 기술개발이 시급하다. 본 연구에서는 혹독한 기후환경시험 모사 시스템 구축에 필수적으로 적용되어야 할 국제·국내 규격을 조사 및 비교 분석하였으며, 국내 규격의 향상 방안을 고찰하였다. 기후환경시험 풍동내에서 풍속 및 온도 규정은 UIC, EN 및 IEC 규격에 규정되어 있으며, EN 50125-1에서 가장 큰 풍속인 180km/h까지 시험하도록 되어있다. 극저온 시험은 UIC 및 EN 규격에서 가장 낮은 온도 -45℃를 제시하고 있으며, IEC 62498-1에서 55℃까지의 고온시험을 규정하고 있다. 태양광 복사 시험은 UIC, EN, IEC 규격에서 최대 1200W/m2 복사 강도까지 규정되어 있다. 강우시험은 IEC, EN 및 KS R 9145 규격에서 규정하고 있으며 살수량, 살수 압력 및 살수방법 등에서 차이점이 있다. 강설시험의 경우는 국내외적으로 상세히 규정되어 있지 않다. 여압 시험은 KRTS-VE-Part31 국내 기준에서 규정되어 있다. 고속 철도차량 기밀시험은 UIC 660 및 779-11에서 객실내 압력 변화율 규정이 있으며 차량 기밀도가 규정되어 있다. 국내 규격에서는 풍속에 대한 규정은 매우 미비하며, 태양광 복사 시험 및 강설 시험 규격은 존재하지 않는다. 철저한 기후환경 시험을 위하여 국내 철도 완성차 관련 기술기준 및 시험 규격을 국제수준으로 향상시킬 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.723-729
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• 2007

환경부는 2006년 12월에 ${\ulcorner}$대중교통수단 실내공기질 관리 가이드라인${\lrcorner}$을 마련하였다. 관리항목으로 이산화탄소$(CO_2)$와 미세먼지(PM10)에 대해 각각 Level 1(평상시)과 Level 2(혼잡시)고 가이드라인을 제시하였다. 이에 따라 현재는 법적 기준이 아니지만, 열차와 전동차에 대해 실내공기질 관리가 필요하게 되었다. KTX는 터널 진입시 발생하는 고압의 압력파로 인한 이명현상을 방지하기 위해 여압장치가 설치되어 있다. 외부 신선공기는 플랩의 작동에 의해 공기 순환이 이루어진다. 본 연구는 2008년까지 진행되고 있는 코레일 기본연구과제로, 2006년 7월에 KTX가 운행하는 경부선(서울-부산)과 호남선(용산-목포)을 대상으로 실내공기청정도를 측정하였다. 터널구간에서 KTX 여압장치 작동에 따른 실내공기질 변화를 측정하고, KTX ATESS 레코더 기록파일과 비교 분석하였다. 측정결과 미세먼지 농도는 환경부 가이드라인에 매우 양호하였고, 이산화탄소 농도는 터널 일부구간으로 옥산-오탄, 고등-휴대, 개착-일직 터널에서 변화가 있지만, KTX 객실 공기청정도는 환경부에서 제시하고 있는 가이드라인에 만족한 수준으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.543-555
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• 2015

최근 대단면 갱도로 개발하고 있는 국내 석회석광산은 작업공간 환기를 위하여 과거 석탄광산에 광범위하게 사용되던 형태의 국부 선풍기를 주로 이용하고 있다. 대단면 갱도에서의 낮은 정압손실을 고려할 때 고풍압 선풍기는 과다 설비용량으로 인하여 비용측면에서 심각한 한계를 보이고 있다. 대단면 갱도에서의 최적 선풍기는 안전한 작업환경 유지를 위한 충분한 환기량을 공급할 수 있어야 할 뿐만 아니라 저운전비용도 보장하여야 한다. 본 연구는 대단면 갱도 내에서 높은 환기효율과 경제성을 가지는 저풍압 국부선풍기를 개발함이 목적이다. 이론적 연구와 아울러 2개소의 단면적이 다른 현장 실험 연구를 통하여 저풍압 선풍기의 환기효율을 분석하였다. 본 연구결과는 작업공간 공기질 및 작업환경 개선을 위한 국부선풍기의 경제성과 효율 제고에 적용 가능할 것으로 기대된다.