수치해석기법에 따른 고속선 터널 압력파 전산해석결과 비교

초록

고속열차가 터널을 진입하면 터널내에서는 압축파와 팽창파와 같은 압력파가 발생하여 터널출구로 전파된다. 한편, 초기 진입 압축파가 터널출구에 도달하면 미기압파 형태로 일부 방출되고, 대부분은 반사되어 입구로 전파된다. 이러한 압력파에 대한 비정상 해석을 위해서 특성방정식의 1차원 해석기법과 축대칭 지배방정식의 2차원 해석기법이 주로 이용된다. 본 논문에서는 실차시험을 통해 계측된 해석결과를 바탕으로 두 해석기법에 의한 결과를 비교 분석하였다. 이를 위해서, 경부2단계 고속선 터널(현안터널)내에서 시간에 따른 압력변동을 그리고 터널출구에서는 미기압파 각각 계측하였다. 현장계측시험 조건에 대한 해석을 각각의 해석기법으로 해석한 결과, 두 해석기법 모두 초기 진입 압축파의 크기 및 경향성을 잘 모사하였다. 하지만, 압력파가 터널을 반복적으로 반사, 전파됨에 따라 해석결과는 점진적으로 시험결과와 차이를 보였다.