다목적 공력성능향상을 위한 고속열차 전두부 최적형상의 공력 특성 검토

초록

고속열차의 공기역학적 성능은 고속 주행에 지배적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 고속열차의 공력성능을 향상시키는 고속열차 전두부 형상의 최적설계를 수행하였다. 목적함수는 공기저항 저감, 강풍 안정성 향상, 터널 미기압파 저감으로 하여 2단계로 나누어 진행하였다. KTX 산천 열차의 형상을 바탕으로 공기저항 저감 최적설계를 먼저 수행한 후 강풍 안정성과 터널 미기압파 특성을 향상시키기 위한 다목적 최적설계를 수행하였다. 도출된 최적형상의 공력성능을 검토한 결과, 최적설계로 도출된 공력성능 변화율에 비해 전산수치해석을 통해 도출된 변화율이 비교적 더 크게 나타나는 것을 확인하였다.