하이퍼튜브 캡슐트레인 압축기 장착 및 미장착에 따른 튜브 내부 유동형태 및 공기저항 해석

초록

압력이100Pa(0.001atm)로 유지되는 밀폐된 튜브 내부에서 초고속으로 주행하는 하이퍼튜브의 캡슐 차량 주변의 공기 거동에 대하여 연구하였다. 캡슐차량의 길이는 26m, 단면적은 1.41m2, 튜브의 직경은 2.225m이며, 튜브의단면적 대비 캡슐 차량의 단면적 비율(Blockage ratio)은 0.36이다. 캡슐의 주행 속도를 마하수 M=0.4~0.9까지 증가시키며, 캡슐차량 전두부에 압축기 장착의 유무에 따른 유동형태의 변화를 3차원 CFD를 이용하여 연구하였다. 압축성 유동을 해석하기 위하여 오픈폼(OpenFOAM) 코드를 사용하였으며, RANS 기법에 기반한 k？ω 난류 모델을 사용하였다. 압축기 장착시가 미장착시에 비하여 항력이 크게 감소하는 것으로 조사되었다. M=0.9의 경우는 435.7N에서66.6N으로 감소하여, 항력이 약 85%가 감소하는 것으로 조사되었다.

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