• 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.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1454-1460
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• 2009

Ultra-speed tube train, which runs in vacuum atmosphere to overcome aero-dynamic dragging force, is considered as a high-speed ground transportation system to back up long-distance air travel. To realize the ultra-speed tube train, feasibility study of currently available Maglev technologies especially for propulsion and levitation system is needed. Propulsion by linear synchronous motor(LSM) and levitation by electro-dynamic suspension(EDS) which are utilized in the Japan's MLX system could be one of candidated technologies for ultra-speed tube train. In the LSM-EDS system, the key component is superconducting magnet, and its reliability and performance is very important to guarantee the safe-operation of Maglev. As the initiative of the feasibility study, this paper deals with the basic structure of superconducting magnet and core technologies to design and operate it. And by surveying the current R&D achievement in Korea, the nation's capability to develop advanced superconducting magnet for Maglev is presented.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.44-50
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• 2010

본 연구에서는 튜브-열차 시스템의 기본적인 유동장의 특성을 파악하고, 튜브열차의 공기저항을 계산할 수 있는 보다 효율적인 수치 해법을 제시하고 계산 결과에 대한 타당성을 논하였다. 최소한의 계산 영역 내에선 정상상태의 해를 찾기 위하여 비정상 해석의 결과를 기준으로 하여 경계조건의 부여 방법을 변화시킨 정상 해석의 결과를 비교한 결과, 열차속도가 300 km/h일 경우에는 공기저항의 값이 정상해석 결과와 비정상해석 결과가 잘 일치하였으며, 동일 속도 대역에서의 고속열차 현장시험 결과와 비교한 결과 열차/터널 단면적비에 따라 공기저항의 비가 동일한 추세를 나타나는 것으로 나타났다.

• 한국초전도저온공학회:학술대회논문집
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• 한국초전도저온공학회 2002년도 학술대회 논문집
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• pp.27-30
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• 2002

The particle velocity in superfluid helium (He II) induced by a gas dynamic shock wave impingement onto He II free surface were studied experimentally by using Schlieren visualization method with an ultra-high speed video camera. It is found form visualization results that a dark zone in the immediate vicinity of the vapor-He II interface region is formed because of the high compressibility of He II and is developed toward bulk He II with the flowing-down speed of the vapor-He II interface. The mass velocity behind a transmitted compression shock wave that is equal to the contraction speed of He II amounts to 10 m/sec, the Reynolds number of which reaches $10^{7}$. This fact suggests that the superfluid shock tube facility can be applied to an experimental facility for high Reynols number flow as an alternative to the superfluid wind tunnel.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.107-118
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• 2011

최근 차량이나 철도 혹은 화재관련 장거리 터널 내 해석이 증가하고 있다. 그러나 기존의 터널 내 유동해석은 수십 km의 터널 전체를 3차원 해석을 진행하는 것으로 비효율 적이다. 또한 터널 내 압력파해석을 위해서 1차원 해석을 많이 진행하지만 유동장을 볼 수 없는 단점이 있고, 3차원으로 확장할 경우 격자수가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 1차원 3차원 혼합격자기법을 사용하여서 터널 내 운송체 주변의 유동해석과 압력파 해석을 수행하였다. 20km가 넘는 장거리 터널내 에서 운송체의 고속이동과 이에 따른 유동의 해석을 위하여 운송체 주변은 3차원 격자를 사용하여 유동을 해석 후 공력저항을 계산하였고, 유동장 변화가 거의 없는 나머지 지역에 대하여는 1차원 격자를 사용하여서 터널 내 압력파 문제를 확인하였다. 유동은 비정상상태로 해석되었고 Solver는 사용툴인 Ansys vr. 12.0을 사용하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.119-127
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• 2011

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.

• 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.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.443-451
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• 2020

하이퍼루프는 튜브 내를 부상한 상태로 초고속주행하는 미래형 이동 시스템으로 제안되었다. 하이퍼루프에서 달리는 포드 차량은 선형 동기모터 상에서 주행하기에 위치측정이 근본적 중요성을 가진다. 1000km/h 이상의 속도로 주행하는 포드 차량의 가속과 감속에 정밀한 위치측정이 요구되며 또한 차량간 거리 유지를 위한 속도 조절에도 요구된다. 본 논문은 laser surface velocimeter를 개량하여 새로운 범위조건의 위치측정을 시도한다. 높은 정밀도로 초고속 이동체의 위치를 측정해야 하기에 지나가는 타일의 레이저 반사율 차이 검출로 변위를 계산하는 상대위치 측정장치를 구현하여 성능시험으로 평가하였다. 500km/h 미만의 포드 속도에서 cm 단위의 정밀도로 정확한 위치 측정을 보였으며, 500km/h 이상의 포드 속도에서도 0.1% 미만의 매우 낮은 오차율로 위치측정 결과를 보여주었다. 향후 500km/h 이상에서의 오차율도 0에 수렴하도록 연구를 진행해야 한다.