FDS-AutoCad 연계기술을 이용한 도시철도 터널/전동차/수직구 유동 인터페이스 기술 소개

초록

도시철도 건설 계획이 ‘건설비용의 저렴함’ 및 ‘유지관리의 용이함’ 등을 강조하는 방향으로 진행하고 있는 가운데, 광주시에서는 저심도 도시철도 시스템 도입을 신중히 고려하고 있으며, 철도기술연구원에서는 이와 관련된 핵심기술 개발을 준비 중이다. 저심도 도시철도 환기 시스템의 특징에서 기존의 도시철도 및 대심도 시스템과는 크게 다른 점이 철도 터널의 심도가 낮은 이유로 강제 환기가 아닌 자연환기가 부분적으로 가능하다는 점이다. 따라서 필요한 강제 환기 비율을 최소화 할 수 있다면 건설비용의 절감 및 유지보수가 용이하게 된다. 저심도 철도 터널에서 환기 및 비상시 제연/배연/급기 시스템은 철도 차량과 철도 터널 및 환기수직구의 복합적인 인터페이스 문제이므로 실험 및 시뮬레이션 양쪽이 다 어렵다. 특히 시뮬레이션의 경우 철도 터널 및 수직구는 정지되어 있는 반면 철도차량은 상대적으로 운동하고 있기 때문에 상대운동을 가능하게 하는 moving grid 기법을 고려하여야만 한다. 최근 FDS 코드에 marker particle 기법을 이용한 IBM 기술을 FDS에 성공적으로 적용하였으며[1], 본 연구에서는 이를 이용하여 철도터널에서 교행하는 철도차량의 상대운동에 의한 터널 내에서의 유동해석을 수행하였다. 또한 철도터널에 수직구가 있을 경우 터널-수직구-철도차량의 상대운동을 고려한 공력 인터페이스 기술을 소개하고자 한다.