측풍 안정성을 고려한 고속열차 전두부 최적설계

초록

고속열차의 운행효율을 향상시키기 위해 운행속도를 증가시키게 되면 고속열차의 안전에 위협이 되는 현상이 증가하게 된다. 단면적에 비해 길이가 긴 열차의 형상적인 특성상 주행 속도가 높아지면 높아질수록 열차의 옆면에서 들어오는 측풍에 의해 주행 안정성이 감소할 수 있다. 고속열차의 안전성을 향상시키기 위해 측풍에 대한 안정성을 고려하여 고속열차 전두부의 최적설계를 수행하였다. 기 수행된 KTX 산천 전두부의 공기저항 저감 최적형상을 설계 기본형상으로 하여 전체 10량 편성차량의 측력 계수를 목적함수로 하였다. 최적설계 결과 기본형상에 비해 측력 계수가 약 4.9% 저감되었다. 전두부 최적형상의 측면에 형성되는 고압영역이 감소하면서 측력계수가 저감되는 것으로 판단된다.