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(고려대학교, 고려대학교 대학원)

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인구 밀집 현상과 교통량 증가로 도로용 방음시설을 꾸준히 설치해왔지만 있지만, 방음벽의 경우 주거의 고층화로 방음효과의 한계가 있어 방음터널 설치 소가 점차 확대되고 있다. 방음터널의 경우 천장부에 발생하는 난류효과에 의해 볼트 풀림현상이 발생할 수 있고 볼트 풀림으로 인한 방음패널 낙하로 큰 사고로 이어질 수 있으며 화재 발생 시에는 환기 성능 저하로 인명피해가 발생할 수 있어 방음터널의 공기 순환 성능의 중요성이 대두되고 있다.
기존 공기순환 성능 평가 방식으로 환기지표인 ACH(Air Change per Hour)를 사용해 왔으나 ACH지표의 경우 유체가 거동하는 구조물 전체 체적에 유체의 유입-유출량에 의해 산정된다. 따라서, ACH 지표는 방음터널과 같이 유체가 유동하는 체적에 구조물이 차지하는 체적이 작은 경우 구조물 변화에 따른 환기성능 지표의 차이가 미미하다.
본 논문에서는 자연풍속 환경에서 터널 내에 발생하는 공기 유동을 모사하여 방음터널의 공기 유동특성을 파악하고 공기 유동특성을 바탕으로 터널 내부의 공기순환 성능 평가를 위한 지표를 제안하고 신형식 방음터널의 공기순환 예측모델을 제시하고자 한다. 신형식 방음터널의 거더는 상-하 플렌지 사이에 복부판이 간헐적으로 지지되어 있는 형태로 비지지구간 개수와 비지지구간의 비율(공극비)를 변수로 선정하였으며 변수에 따른 공기순환 성능을 평가하였다.
또한, 신형식 방음터널 거더의 복부판은 원형 필렛이 뚫린 형상으로 도로 규모에 따른 거더의 지지구간 개수와 공극비 변화 또는 거더 높이 변화에 따른 필렛부 공기 유동특성을 파악하였고, 이를 바탕으로 신형식 방음터널의 공기순환 성능을 개선할 수 있는 공기흐름 유도장치를 개발하였으며 유도장치 적용으로 인한 공기순환 개선효과를 확인하였다.
#방음터널 #공기순환

목차

  1. 목 차
    제 1 장 서론 1
    1.1. 연구 배경 1
    1.2. 연구 목적 및 내용 3
    제 2 장 공기유동 시뮬레이션 검증 4
    2.1. 검증모델 4
    2.2. 난류 모델 방정식 선정 6
    2.3. Air Change per Hour(ACH) 지표 8
    제 3 장 방음터널에 적합한 공기순환 지표 10
    3.1. 방음터널 모델 10
    3.2. 방음터널의 공기유동 특성 15
    3.3. 역류량 지수() 15
    3.3.1 방음터널 거더 구조형상 변수 16
    3.3.2 변수에 따른 역류량 지수 18
    제 4 장 신형식 방음터널의 공기순환 성능 22
    4.1. H형 거더 높이 변화에 따른 공기순환 특성 22
    4.2. 신형식 방음터널의 공기순환 성능 23
    4.3. 공기흐름 유도장치 24
    제 5 장 방음터널 풍동실험 28
    5.1. 실험 개요 28
    5.2. 실험 내용 28
    5.3. 실험결과 분석 36
    5.3.1. 공기순환 성능 36
    5.3.2. 방음터널 천장부 의사양력 42
    가. 250H 실험결과 42
    나. 300H 실험결과 43
    다. 신형식 실험결과 44
    라. 공기흐름 유도장치 실험 결과 45
    마. 실험 케이스별 의사양력 계수 비교 46
    4.3. 천장부 양력 측정 실험 47
    제 6 장 결 론 49
    참고문헌 52

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