• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2064-2071
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• 2011

We are developing an innovative super-speed land transportation system running in a partial vacuum in tunnels with small inside diameter to reduce the aerodynamic drag forces. This paper presents the experimental results obtained on a small scale model when a super-speed train model passing through a tunnel with small inside diameter and a partial vacuum to reduce the aerodynamic drag forces. The experiments were performed on a 1/52-scale moving model rig in which a train model with a diameter of 58 mm and a length of 603 mm was accelerated in a launching tube with 12.27 m length by means of the compressed air launcher and then passed through a tunnel model with 17.149 m length. The partial vacuum was maintained in the tunnel in order to reduce the energy consumption of the propulsion system of the super-speed tube train at super-speed of 700 km/h. In this study, the blockage ratio of train to tunnel model is 0.336. Experimental results show the nonlinear effects of the vacuum on the speed-up of the train model in the tunnel model under the partial vacuum up to 0.21 atm and at the velocity up to 684 km/h. This paper is first study for experiments on the speed-up of a super-speed train model in the partial vacuum tunnels.

• International Journal of Railway
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• 제2권4호
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• pp.170-174
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• 2009

Super speed tube train is introduced to increase the speed of ground transportation. The super speed tube train levitates magnetically and runs in a partial vacuum tube, which can reduce the air resistance significantly. However, the strong magnetic force enough to propel the massive train can affect to the tube infrastructure. In this paper, authors have analyzed the leakage flux patterns and induced eddy current on the tube by using 3-dimensional Finite Element Method. These effects are investigated, especially by varying the materials and diameters of the tube. From the simulation results, the aluminum tube with the diameter of 3[m] is needed to be concerned because the induced eddy current produces joule heat, raises the inside temperature of the tube, and might be able to lead to electro-chemical corrosion on the tube, consequently reduce the durability.

• 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.

• 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.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제6권3호
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• pp.364-368
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• 2011

The super-speed tube train was introduced to increase the speed of ground transportation. It levitates magnetically and runs in a partial vacuum tube, which significantly reduces air resistance. However, strong magnetic force sufficient to propel the massive train can affect the infrastructure. The induced eddy current produces joule heat, and raises the inside temperature of the girder, which might lead to electrochemical corrosion on the girder, thereby weakening its durability. In this paper, the authors analyzed the magnetic flux and induced eddy current in the reinforced concrete girder by using three-dimensional FEM, particularly by varying the number of reinforcing steels of the upper flange of the girder to the condition of almost the same flexural strength and reinforcing steel amount.

• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1157-1161
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• 2011

본 연구에서는 튜브 시스템 내부를 대기압 이하로 감압하여 유지시키는데 필요한 진공 펌프 시스템의 용량에 관한 파라메타들의 영향을 연구하였다. 튜브 열차 시스템은 기존 육상 교통의 속도 한계를 극복하기 위하여 튜브 내부를 대기압 이하로 유지하여 주행하는 열차의 공기 저항을 크게 줄일 수 있다. 진공 펌프 시스템은 튜브 내부를 감압시키고, 튜브 내부로 누설되는 공기를 추가적으로 배출시키는 역할을 한다. 튜브 구조물의 누설을 고려한 정량적 및 정성적 용량을 산정하기 위하여 진공 펌프의 용량에 영향을 끼치는 파라메타를 선정하여 각각의 변화에 대한 영향을 검토하였다. 콘크리트의 압력 누설 실험식을 이용하여 누설량을 구하고, 그 결과를 진공 펌프 용량 산정에 반영하였다. 본 결과는 진공 펌프 구동에 소요되는 동력이 튜브 열차 공기 저항 저감으로 인한 동력비 절감 효과를 비교 분석하는 데에도 참고 자료로 활용될 것이다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.151-159
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• 2011

본 논문에서는 시공이음 및 세그먼트 연결부 등 불연속 구간을 포함하고 있는 튜브 구조물에 대한 기밀성 평가를 위해 실험에 기초한 연구를 수행하였다. 실제 진공튜브 시스템을 위해 적용 가능한 콘크리트 라이닝을 최대한 모사할 수 있도록 콘크리트 관 1개로 구성된 일체형 튜브(N1) 1기, 동 콘크리트 관 두 개를 연결시킨 연결식 튜브 시험체(N2) 1기, 그리고 콘크리트 세그먼트형 튜브(S) 1기 등 총 3기의 시험체를 제작하여 각 시험체에 대해 내부 기압을 0.1atm로 낮춘 후 시간에 따른 내부 기압의 변화를 측정하였다. 기밀성 실험 결과 얻어진 흐름 곡선으로부터 시스템의 등가 투기계수를 산출하였는데 이음부가 많을수록 시스템의 등가투기계수는 높아지는 경향을 보였다. 또한 실험 결과를 바탕으로 가정된 튜브 단면 변화에 따른 기밀성의 민감도를 해석적으로 분석하였는데 튜브 구조물의 두께 및 직경이 커질수록 시스템 기밀성이 더 향상될 뿐 아니라 기밀성 보강의 효과가 더욱 커진다는 것을 알 수 있었다.