Numerical Study on the characteristics of fire driven flow for smoke ventilation system operating in the deeply underground subway station

대심도 지하역사에서의 화재시 급 배기 동작유무에 따른 열 연기 거동 분석

In this study, transient 3D numerical simulations were performed to analyze the characteristics of fire driven flow for smoke ventilation system operating conditions in the deeply underground subway station. The smoke flow patterns were compared and discussed under smoke fan operating mode and off mode in the platform. Soongsil Univ. station(line number 7)was chosen for simulation which was the one of the deepest underground subway stations in the each lines of Seoul. The geometry for model is 365m in length include railway, 23.5m for width, 47m for depth. Therefore 10,000,000 structured grids were used for fire simulation. The parallel computational method for fast calculation was employed to compute the heat and mass transfer eqn's with 6 CPUs(Intel 3.0GHz Dual CPU, 12Cores) of the linux clustering machine. The fire driven flow was simulated with using FDS code in which LES method was applied. The Heat release rate was 10MW and The Ultrafast model was applied for the growing model of the fire source.

본 연구에서는 대심도 지하역사에서 화재가 발생할 시 급/배기 팬의 동작 유무에 따른 승강장에서의 열 및 연기의 거시적인 거동을 화재시뮬레이션을 통하여 분석하였다. 시뮬레이션 분석결과를 토대로 현재 설치된 급/배기 팬에 대한 제연/배연능력에 대하여 고찰하였다. 본 연구의 대상은 숭실대 입구 역사(7호선, 도시철도공사운영)이며, 숭실대 역사의 승강장은 길이 165m, 폭 23.5m, 깊이 47m 이다. 본 연구에서 전산수치해석을 위한 모델은 선로부 지하터널를 감안하여 전후 각 100m를 추가하였다. 따라서 모델링의 크기는 길이 365m, 폭23.5m, 깊이 47m 이다. 격자는 육면체 정렬격자계를 사용하였으며, 격자의 수는 대략 10,000,000 개가 사용되었다. 빠른 수치전산처리를 위하여, 병렬처리기법을 적용하였다. 본 전산수치해석에 사용된 CPU자원에 Intel 3.0GHZ Dual CPU 6개(core 12개)가 사용되었다.