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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 성재용
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
이 논문의 연구 히스토리 (5)
2016
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도시철도가 터널을 지날 때 레일과 도시철도의 휠과의 마찰로 인한 스퀼 소음, 터널 내부로 도시철도가 진입하면서 생기는 피스톤 효과에 의한 압력파 발생, 벽면에서의 빠른 유동장 형성으로 인한 유동 소음 등 여러 가지 원인들로 인해 소음이 발생하게 된다. 발생한 소음은 직접 혹은 터널 벽면에서 반사되어 도시철도 내부로 전달되어 승객들에게 불편을 야기한다. 이를 해결하기 위해 차량 자체의 소음 저감 능력을 향상시키는 방법이 있지만 차량의 무게가 늘어남에 따라 운전비용이 증가하게 된다. 따라서 흡음벽 등의 방음시설을 설치하는 방법 등의 노력이 있다. 특히, 소음의 전달 경로인 벽면에 흡음재와 간섭 장치인 가이드 그릴을 함께 설치하는 것이 다른 소음 저감 방법보다 효과적이다. 가이드 그릴은 흡음재의 상단에 부착되어 외력으로부터 흡음재를 보호하는 역할과 함께 슬릿을 통해 유동 없이 소음만 흡음재로 통과하게 하는 필터링 역할도 한다. 하지만 가이드 그릴의 슬릿에서 공동 유동이 발생하여 유동 소음을 발생시키는 2차 소음원이 될 수 있다. 따라서 공동 내부로 들어오는 흡입 유동을 최소할 수 있는 형상을 제작하는 것이 중요하다.
본 연구의 목적은 가이드 그릴의 공동 유동을 수치해석 하여 공동으로의 흡입 유동을 최소화 할 수 있는 최적의 가이드 그릴의 최적의 디자인 인자를 도출하는 것이다. 다양한 형상에 대한 유동 특성을 분석하기 위하여 공동의 길이, 공동의 각도, 공동의 높이, 공동간의 거리를 변수로 설정하였다. 수치해석을 통해 각각의 변수에 따른 공동 내 유동 특성을 전산 가시화 하였고 이를 흡입 유동의 속도 분포와 비교하여 가이드 그릴의 여러 형상이 흡입 유동에 미치는 영향을 분석하였다.
수치해석 결과 공동의 길이와 공동의 각도가 작을수록 공동에서 발생한 와류가 공진기 내부로 흡입되는 유동에 미치는 영향이 작아져 흡입 유량이 감소하였다. 또한 공동의 거리에 대한 시간에 따른 공동 유동을 해석한 결과 공동 내부에 생긴 와류 진동에 의하여 공진기로의 유동이 흡입과 방출을 반복하여 진동하는 형태를 보였다. 이러한 흡입과 방출을 반복하는 유량은 공동의 거리가 증가함에 따라 증가하였다. 이는 공동의 거리가 늘어날수록 공동 내부에 부차적인 와류가 생성되면서 복잡한 형태의 유동장을 형성하기 때문이다. 이러한 해석 결과들로부터 가이드 그릴의 공동을 통해 공진기로 흡입 되는 유량은 공동의 길이와 공동의 각도 그리고 공동간의 거리가 작을수록 감소함을 확인할 수 있었다.
본 연구의 목적은 가이드 그릴의 공동 유동을 수치해석 하여 공동으로의 흡입 유동을 최소화 할 수 있는 최적의 가이드 그릴의 최적의 디자인 인자를 도출하는 것이다. 다양한 형상에 대한 유동 특성을 분석하기 위하여 공동의 길이, 공동의 각도, 공동의 높이, 공동간의 거리를 변수로 설정하였다. 수치해석을 통해 각각의 변수에 따른 공동 내 유동 특성을 전산 가시화 하였고 이를 흡입 유동의 속도 분포와 비교하여 가이드 그릴의 여러 형상이 흡입 유동에 미치는 영향을 분석하였다.
수치해석 결과 공동의 길이와 공동의 각도가 작을수록 공동에서 발생한 와류가 공진기 내부로 흡입되는 유동에 미치는 영향이 작아져 흡입 유량이 감소하였다. 또한 공동의 거리에 대한 시간에 따른 공동 유동을 해석한 결과 공동 내부에 생긴 와류 진동에 의하여 공진기로의 유동이 흡입과 방출을 반복하여 진동하는 형태를 보였다. 이러한 흡입과 방출을 반복하는 유량은 공동의 거리가 증가함에 따라 증가하였다. 이는 공동의 거리가 늘어날수록 공동 내부에 부차적인 와류가 생성되면서 복잡한 형태의 유동장을 형성하기 때문이다. 이러한 해석 결과들로부터 가이드 그릴의 공동을 통해 공진기로 흡입 되는 유량은 공동의 길이와 공동의 각도 그리고 공동간의 거리가 작을수록 감소함을 확인할 수 있었다.
목차
I. 서 론 11.1 연구 배경 11.2 연구 동향 31.3 연구 목적 4II. 이론적 고찰 52.1 공동 유동으로 인한 소음 발생 원인 52.2 Large eddy simulation(LES) 모델 6III. 가이드 그릴의 공동 유동에 대한 수치 해석 방법 93.1 단일 공동을 가지는 가이드 그릴 93.2 이중 공동을 가지는 가이드 그릴 11IV. 결과 및 고찰 124.1 단일 공동 124.1.1 공동 유동 가시화 124.1.2 공동 길이와 각도가 흡입 유동에 미치는 영향 384.2 이중 공동 404.2.1 공동 유동 가시화 404.2.1 공동간의 거리가 흡입 유동에 미치는 영향 47V. 결 론 51참고문헌 52영문초록(Abstract) 53
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