다수의 기재갱을 가지는 터널에서 방사되는 미기압파에 대한 연구

초록

열차속도가 고속화됨에 따라 Fig.1과 같이 터널에 진입하는 열차에 의해 발생한 압축파가 음속으로 전파하여 터널 출구에서 저주파 폭발음의 미기압파를 발생시킨다. 현재까지 이 미기압파의 특성과 저감 대책에 관한 많은 연구가 수행되어 있으나, 얻어진 저감효과가 크지 않아 보다 실용적 저감대책이 필요하다. 특히, 터널 내부에 설치된 다수의 기재갱이 터널 내부를 전파하는 압축파와 미기압파에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 중부내륙선(이천~문경)의 태평터널, 신대터널, 안보2터널에 적용된 기재갱 사양을 바탕으로 수치해석모델을 개발하였다. 본 연구의 결과로부터 압축파의 감쇠율은 350km/h의 열차속도에 대해 15개의 기재갱이 설치되어 있는 터널과 5개의 기재쟁이 설치된 터널의 경우, 각각 기재갱이 없는 경우에 비하여 약 28%, 약 18% 감소하였다. 또한, 기재갱 내부공간에서 압축파에 의하여 유기된 공기유동을 포획함으로써 압축파의 과잉압력을 저감시킨다. 이로 인하여 터널내부를 전파해 가는 압축파의 최대압력구배가 감소하여, 터널출구에서 방사하는 미기압파도 저감되었다.