초고속 주행 시 고속열차 상부커버의 공기저항 저감 방법에 대한 수치적 연구

Abstract

열차 상부의 커버는 팬터그래프, 애자와 같은 상부의 복잡한 형상을 보호하기 위해 필요하지만 상부 주변의 유동에 영향을 주어 고속열차의 공기저항을 변화시킨다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 고속열차의 상부 커버 주변의 유동을 분석하여 상부 커버에 의한 열차의 공기저항의 변화에 대해 알아보았다. 수치 해석에 사용된 열차 모델은 고속열차 HEMU-430x 6량 차량 모델로써 상부 커버가 적용된 모델이다. 상부커버 주위의 유동은 커버 측면을 통해 내부로 유동이 유입되며 커버 전반부 끝단을 통해 유동이 외부로 유출된다. 이로인해 커버 주변의 공기의 흐름을 변화하였고 이는 열차에 작용하는 전체 항력이 증가하는 원인으로 작용하였다. 열차에 작용하는 공기저항 감소를 목적으로 상부 커버의 형상을 변형시키며 수치해석을 수행하였다.