고속철도 터널출구 형상이 개구단보정에 미치는 영향 = Effect of High-Speed Railway Tunnel Exit Shape on Open-End Correction

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Open-end correction is a fundamental concept in gas dynamics, particularly relevant when a compression wave is emitted from an open end, such as a tunnel exit. In other words, the wave flow adheres to the physical laws at the tunnel exit. However, because the compression wave has a finite wavelength, it is not completely reflected at the tunnel exit but slightly downstream from the open end. Accurate determination of open-end correction is pivotal for understanding the proportions of the reflected and emitted compression wave to predict accurately the behavior of the waves inside the tunnel and that of the associated micro-pressure waves outside. This study numerically investigated the effects of various tunnel exit shapes on open-end correction. The findings indicate a decrease in the open-end correction with decreasing slope of the tunnel exit.

국문 초록 (Abstract)

개구단보정은 매우 중요한 물리적 개념으로 터널출구와 같은 개구단에서 압축파가 방출할 때, 터널 출구면에서 발생하게 되는 필수적 기체역학 현상이다. 즉, 파의 유동은 터널 출구면에서 물리법칙을 만족하면서 방출하게 된다. 그러나, 압축파는 유한의 파장을 가지고 있어서, 터널 출구면인 개구단에서 완전반사를 하지 않게 되며, 개구단 보다 다소 하류의 지점에서 반사하는 것으로 이해할 수 있다. 따라서 개구단보정을 정확하게 모르면, 압축파의 어느 정도가 반사되고, 방출되는지 알 수가 없다. 이런 사유로 터널 내 파동이나 외부의 미기압파을 정확하게 예측하기 위해서는 개구단보정을 하여야 한다. 본 연구에서는 다양한 터널출구 형상이 개구단보정에 미치는 영향을 수치해석적으로 조사하였다. 얻어진 결과로부터, 개구단보정은 터널출구면의 경사가 감소할수록 감소하였다.