R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201009기술혁신E02 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 공사 환경개선을 위한 PCP 개발 및 실용화 | |||||
| 총 연구기간 | 2009-10-26 ~ 2011-06-25 | |||||
| 연구책임자 | 김종암 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
16명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 54,000,000 원 기업 : 20,000,000 원 계 : 74,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 114,000,000 원 기업 : 40,000,000 원 계 : 154,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 서울대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
터널 공사 중 발생하는 폐기물 및 자재의 수송수단으로 공압식 캡슐수송 시스템(Pneumatic Capsule Pipeline, 이하 PCP)을 제안한다. 덤프트럭 등으로 대표되는 기존 수송 시스템의 에너지효율을 극복하고 매연, 분진으로 인한 터널 내 공기 질 저하와 시계불량(가시거리 확보의 어려움)으로 공사기간 지연 등의 비용문제와 안전사고에 따른 인명피해, 경제적 손실 등을 획기적으로 개선하기 위해 PCP-환기 하이브리드 시스템의 개념설계안을 제안하고, 시스템 성능분석을 기초로 실용화를 위한 방안을 모색하며 경제성을 분석하는 연구이다. [최종목표] / 실용화가 가능한 시스템의 설계조건 구축 / PCP-환기 하이브리드 시스템의 개념 설계 / PCP 시스템의 캡슐수송 시뮬레이션 및 성능분석 S/W 개발 / 경제성 분석 및 위험도 분석 결과 / 모형실험 세트 및 데이터 축적 [연구내용 및 범위] -PCP-환기 개념설계안 작성 PCP 관련 문헌조사 및 터널 현장조사를 통해 PCP-환기 시스템의 설계요건을 도출하고 이에 기반한 개념설계안을 작성 -캡슐의 설계 캡슐의 형상 및 규격에 대한 개념설계를 수행하고, 파이프라인 내에서의 캡슐 주위 유동을 전산유체역학적인 기법을 활용해 수치적으로 해석하며, 캡슐의 요구 동력을 산출 -동력 조건 산출 및 동력원 설계 요구 운송량 및 운송효율을 토대로 전체 파이프라인 개념설계안에 소요되는 동력 조건을 산출하고 이에 따라 동력원을 설계 -부스터 및 터미널의 설계 요구 운송효율에 부합할 수 있도록 부스터의 규격, 동력, 수량 등을 설계하고, 파이프라인의 동력 손실 방지와 효과적인 화물 loading/unloading이 가능한 형태로 터미널을 설계 -성능해석 S/W의 개발 캡슐의 동역학적 거동과 파이프라인 내 유체 특성을 반영하는 동역학-유체역학 지배방정식을 도출하고, 이를 토대로 1차원 시뮬레이션 및 성능해석 소프트웨어를 개발 -성능평가 수행 개발된 성능해석 S/W를 활용해 파이프라인 내 캡슐의 거동 및 파이프라인의 공력 특성을 해석하고 개념설계안의 운송효율 등의 성능을 평가 -설계안의 보완 성능평가 결과를 토대로 PCP-환기 시스템의 설계를 수정?보완하고 최종 설계안을 확정한다. 또한 최적의 운송효율을 구현하기 위한 운용조건을 산출 -PCP-환기 시스템의 안전성 분석 위험도 분석(Risk Assessment)을 수행하여 PCP 시스템의 안전성을 평가 -PCP-환기 시스템의 경제성 분석 수명주기비용 분석(Life Cycle Cost Analysis)을 수행하고, 기존 시스템 대비 PCP 시스템의 경제성을 비교 평가 -실용화 방안 마련 PCP-환기 시스템 전반의 성능평가 결과 및 경제성, 안전성 분석 결과를 토대로 터널 현장에 적용하기 위한 실용화 방안을 제시 -실험적 연구 수행 PCP 실험 모델을 제작하고, 이를 활용한 실험적 연구를 수행하여 설계 및 운용에 필요한 실험 데이터를 축적 |
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| 색인어 | 한글 | 공압식 캡슐 파이프라인 | 캡슐 수송 | 환기 | 경제성 분석 | |
| 영문 | PCP | Capsule transport | Ventilation | Cost analysis | ||
| 최종보고서 | 20111117_공사환경개선을위한PCP개발및실용화_20111117_20110625_최종.pdf | |||||