직선구간에서 측풍 시 철도차량 동특성 연구

초록

지구의 온난화와 그로 인한 세계적인 기상이변 및 교량의 고가화 등에 의해 철도차량이 강풍에 노출되는 따라 빈도가 커지고, 고속철도의 개통, 기존철도의 고속화 및 철도차량의 경량화로 인하여 강풍 시 열차의 전복 및 탈선위험이 증가하고 있다. 강풍에 의한 차량전복은 주로 교량이나 높은 성토구간에서 고속주행 시 발생할 위험이 크기 때문에 대형 인명, 재산 피해로 연결될 가능성이 높다. 따라서 해마다 빈번히 발생하는 태풍과 해안선, 고가교량의 자연풍 등 강풍에 대한 운행안전을 확보하여 국가 기간 교통망으로서의 철도교통에 대한 국민들의 높은 기대치를 충족시켜야 할 필요가 있다. 강풍이 공기역학적으로 철도차량에 주는 효과 및 공기역학적 하중에 대한 연구는 주로 유럽 및 일본에서 수행되어 왔으며 우리나라에서도 최근 연구가 진행되고 있다. 이에 더하여 최근에는 측풍 시 철도차량의 동력학적 특성에 대해 검토하고 전복의 위험성을 살펴보고자 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 1/20 축소 철도차량 모델을 이용한 풍동실험에서 얻어진 횡하중, 요모멘트 및 롤모멘트에 대한 공력계수 데이터를 사용하여 측풍 시에 발생하는 철도차량의 동력학적 특성을 살펴보고자 하였다.