고속열차 공기저항 분석 및 저감방안 연구

초록

350km/h 고속열차를 위해 KTX산천을 기반으로 공기저항 저감 최적설계를 수행하였다. 전산해석을 이용하여 KTX산천의 공기저항을 구성요소별로 분석하고, 공기저항을 목적함수로 전두부 최적설계를 수행하였다. 그리고, 동력차의 차고와 폭을 변화시켜 공기저항 변화를 검토하고 및 대차커버 적용을 통해 차체 공기저항 저감효과를 분석하였다. KTX산천의 구성요소 중, 선두차와 후미차에서 각각 23.4%와 19.5%의 공기저항이 나타나고, 대차에서는 10.1%의 공기저항이 나타난다. 전두부 최적설계 및 동력차 차고 변화를 통해 약 7.4%의 공기저항이 저감되었다. 그리고 대차커버를 적용 시 약 8.5%의 공기저항이 저감되었다. 최적설계 편성열차는 최종적으로 약 11.4%의 공기저항이 저감되며, 주행저항으로 환산 시 KTX산천 대비 약 9%의 주행저항이 감소될 것으로 예상된다.