저심도 도시철도에서 FDS IBM Moving 기술을 이용한 철도 차량 모델 교행 유동 해석

초록

본 연구에서는 NIST(National Institute of Standards and Technology)에서 개발한 FDS 코드에 임의의 곡면을 처리하는 기술인 표시입자(marker particles) IBM(Immersed Boundary Method) 기술을 자체적으로 개발한 후 상대 운동하는 물체의 유동해석을 가능하게 하는 IBM moving 기능을 시험 점검하였다. 해석 대상은 저심도 도시철도 터널에서 교행하는 철도 차량 모델에 적용하여 정성적으로 검증하였다. 철도 터널의 모델로 사각 덕트인 210m()×12m()×6m()의 계산영역을 사용하였다. 철도 차량의 모델로는 반지름 1.5m인 원형 구 2개를 사용하였다. 각각의 구는 좌표 (3.5m, 3.5m, 2.5m)에서 의 양의 방향으로 이동하고, 또 다른 구는 좌표 (206.5m, 8.5m, 2.5m)에서 의 음의 방향으로 이동하도록 설정하였다. 사각 덕트내의 유체의 초기 조건은 정지된 조건으로 주어졌다. 각각의 구는 등속도(U