• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.59-64
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• 2010

산불 지표화의 방화선 구축작업은 낙엽 및 관목류 등 지표 연료층을 제거함으로써 화염전파를 차단하는 대표적인 간접진화방법이다. 화재역학적인 의미의 방화선 구축은 화염으로부터 방출되는 열전달에너지에 미연소 연료가 착화되지 않도록 열전달 차단 구간을 설정하는 작업이다. 본 연구에서는 소나무 낙엽층에 대해 복사열전달 점열원 모델을 이용하여 풍속, 경사별로 지표화 화염을 방지할 수 있는 방화선 구축 폭 산정 방법을 제시하였고 평가를 실시하였다. 방화선 구축 폭은 소나무 낙엽 착화 임계 복사열유속인 $4.9\;kW/m^2$가 미치는 거리를 기준으로 평가하였다. 그 결과, 풍속 0~5 m/s, 경사 $0{\sim}50^{\circ}$ 조건에서의 방화선 구축 폭은 평균 화염 기준의 경우, 0.35~0.65 m, 최대 화염높이 기준의 경우, 0.75~1.05m로 산정되었다. 따라서 안전율을 고려한 적정 방화선 구축 폭은 최대 화염 높이를 적용한 1.05 m가 적합할 것으로 판단되며 향후, 실험 및 현장사례조사를 통하여 지표층 연료별 적정 방화선 구축 폭에 대한 비교분석 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.617-626
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• 2021

연구목적: 본 연구는 도심지 인접에서 발생하는 산불의 불티로 인한 건축물 외장재 및 지붕재의 화재확산 위험성 평가를 목적으로 한다. 연구방법: 이러한 연구목적을 달성하기 위해서 건축물의 외장재와 지붕재로 사용되는 건축자재를 선별하여 착화시간, 총 방출열량, 열방출률을 확인하고 산불 불티 비화 시스템을 구축하여 산불 불티로 인한 각각의 재료에 대한 화재 확산 가능성을 확인하였다. 연구결과: 콘칼로리미터 실험결과 지붕재는 철판이 외부에 노출된 외장재에 비해 복사열로 인한 착화시간이 비슷하거나 빨랐으며 외장재보다 높은 열방출률과 총 방출열량을 나타냈으며, 불티 비화 실험에서 외장재는 하부에 가연물이 착화함에 따라 영향을 받았으나 제한된 가연물의 양으로 쉽게 확산하지 않고 내부에서 탄화흔이 나타난 것을 확인할 수 있었으나 지붕재의 경우 사용 재료에 따라 불티로 인한 가연물 착화로 쉽게 녹고 주변으로의 확산에 기여하는 것을 확인할 수 있었다. 결론: 콘칼로리미터 실험 방법은 복사열로 건축자재의 연소 특성을 파악하는데 유용한 것으로 나타났으나 산불에서 불티로 인한 화재확산은 주변 가연물의 착화로 직접 화염에 영향을 받아 콘칼로리미터 방법과 직접적인 연관성을 찾는 것은 어려움이 있고 외장재에 비해 지붕재가 불티로 인한 화재 확산에 더 취약할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지
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• 제20권2호
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• pp.1-9
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• 1985

아시아 계절풍과 쿠로시오에 의한 계절적인 열수송이 황해, 동해 및 동지나해 의 표면수온 연변화에 미치는 영향을 이해하기 위하여 해면수온의 변화에 대한 간 단한 해석적 모델을 만들었다. 상기 해역에서 아시아 계절풍에 의한 열수송의 연변 화는 태양복사에너지의 연변화와 위상이 거의 일치하지만, 쿠로시오에 의한 열수송 은 복사에너지와 위상이 거의 정반대이다. 아시아 계절풍에 의한 계절적 열수송의 영향을 많이 받는 황해에서 표면수온의 연평균은 같은 위도의 동해에 비하여 낮으 며, 여름과 겨울의 표면수온차는 2$0^{\circ}C$이상으로서 세계전해양 중에서 가장 연교차폭 이 크다. 동해북서부 해역도 역시 아시아 계절풍과 한류에 의한 열이송의 효과가 합세함으로 인하여 표면수온의 연교차가 크다 그러나 쿠로시오와 쓰시마난류 해역 에서는 해류에 의한 열이송으로 인하여 표면수온의 연평균은 높으나 연교차폭은 작 다.

• 한국추진공학회지
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• 제7권1호
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• pp.1-9
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• 2003

체적이 일정할 때 복사열을 고려하지 않은 직각 형상 환형 휜을 2차원 해석적 방법을 사용하여 최적화한다. 휜 바닥 경계 조건을 위하여 파이프 내의 유체로부터 파이프 내벽까지의 대류와 파이프 내벽으로부터 휜 바닥까지의 전도를 고려한다. 휜 끝 반경을 통한 열손실은 무시되지 않는다. 최대 열손실, 최대 열손실이 일어날 때의 최적의 휜 끝 반경 그리고 최적의 휜 두께의 반이 휜 바닥 반경, 휜 표면 주위의 Biot 수 그리고 파이프 내의 Biot 수의 함수로 나타내어진다. 결과들은 1) 파이프 내의 Biot 수와 휜 주위의 Biot 수가 증가함에 따라, 휜 바닥 반경이 감소함에 따라 최대 열손실은 증가하며 2) 파이프 내의 Biot 수가 감소하거나 휜 바닥 반경과 횐 주위의 Biot 수가 증가함에 따라 최적의 휜 두께는 증가한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.291-295
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• 2011

복사냉각 방식의 연소기 노즐확장부의 열/구조적인 안정성을 평가하기 위하여 열/구조해석을 수행하였다. 노즐확장부에 적용된 재료는 초내열합금인 니오븀 합금을 사용하였다. 노즐확장부는 확대노즐부에 비하여 팽창비가 크기 때문에 구조물의 사이즈가 연소실이나 확대노즐부에 비하여 상대적으로 크다. 이러한 이유 때문에 노즐확장부의 두께를 최소화 하는 것이 중요하다. 이를 위하여 구조물의 두께를 1.0 mm에서 0.4 mm까지 감소시켜 두께의 변화에 따른 열/구조적인 안정성을 평가하였다. 구조해석결과 0.4 mm 두께의 노즐확장부도 열/구조적으로 안정하게 작동할 수 있음을 보여주었다. 실제 연소기가 작동할 때 발생되는 진동에 의한 영향은 추후에 추가적으로 고려할 예정이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.265-270
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• 1989

본 연구에서는 복사강도를 반구에 대하여 적분하여 비정상 미분방정식의 형태로 로 얻어지는 2-유속 회매질복사모델을 사용하여 복사전달방정식을 구성하고, 전술한 Yoshizawa 등의 가정을 배제하면서, 다공매질의 물리적 길이, 흡수계수 및 혼합기체의 당량비(equivalenceratio) 등을 변화시킴으로써 매질 내의 열적 구조를 분석하여 그들의 의 연구를 확장, 해석한다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.183-186
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• 2011

모든 공동주택에 적용되고 있는 기존의 피난시설은 고층부분에서 사용의 제한, 세대 간 보안 및 사용자의 제약 등으로 실제 현장에 적용하여 사용하는 되는 많은 문제점을 내포하고 있다. 또한, 이와 관련하여 공동주택의 용도 특성상 조기 피난이 이루어지지 못하는 경우가 빈번하여 화재 때문에 세대 내 출구가 폐쇄되고 재해약자가 사용하는데 어려우며, 화염과 복사열로부터 안전을 해결하기에는 현재 공동주택에서 보편적으로 설치되어있는 완강기로 이러한 문제를 해결하기에는 매우 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결할 피난방법이 적용된 피난시설을 제안하고자 한다. "피난대피시설"은 공동주택 발코니 또는 외벽에 콤팩트(compact)하게 접혀 있다가 화재 시 수동 또는 감지기와 연동해 쉽게 작동되어 대피공간 용도와 유사시 자력으로 피난층까지 피난할 수 있는 구조이다. 또한, 화재실과 접하는 부분은 $1,200^{\circ}C$의 복사열을 차단할 수 있는 단열소재로 구성되며 1차적으로는 화재 장소에서 외부 공간으로 일탈한 후에 2차적으로 아래층으로 사다리를 이용하여 피난할 수 있게 되어 있다. 본 연구개발의 주안점은 화재 시화염과 복사열로부터 공간 일탈을 하여 재실자를 보호할 수 있는 대피공간의 개념과 피난시설에서 피난층으로 피난할 수 있는 적극적인 피난방법을 접목한 것이 피난시설 개발의 핵심이다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.378-381
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• 2011

대표적 가스계 소화약제인 $CO_2$의 소화기구(Extinguishing mechanism)를 재조명하기 위하여, $CH_4$/air 저 신장율 대향류 확산화염을 대상으로 $CO_2$가 소화에 미치는 영향에 대한 수치해석이 수행되었다. 부력이 지배적인 화염의 소화현상은 복사 열손실에 의해 큰 영향을 받기 때문에, 소화농도 예측에 대한 복사모델의 성능평가가 우선적으로 이루어졌다. 주요 결과로서, 공기류에 첨가된 $CO_2$의 소화농도는 복사모델이 고려되지 않은 경우 과다 예측되는 반면에, 간략화된 광학적으로 얇은 근사(Optically thin approximation) 모델과 비교적 높은 정확도를 갖는 좁은 밴드(Statistical narrow band) 모델은 실험의 오차범위 내에서 큰 차이를 보이지 않았다. $CO_2$가 소화에 미치는 순수 희석효과, 희석에 의한 복사효과, 화학적 효과 및 열적효과를 정량적으로 분석하기 위하여 가상의 소화약제의 개념을 도입하였다. 이를 통해 화염의 총괄신장율에 따른 $CO_2$ 소화효과에 대한 구체적인 이해가 시도되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.273-273
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• 2010

고열부하 환경에 노출되는 핵융합로의 플라즈마 대향부품은 주로 낮은 원자번호 물질-열전도가 좋은 물질-구조체의 순으로 다층 구조를 이루고 있으며, 이들 간의 우수한 접합성은 부품의 성능을 좌우하는 핵심 요소이다. 이러한 플라즈마 대향부품의 건전성을 평가하기 위해서는 고열속의 열부하를 반복적으로 인가하는 시험이 요구되며, 이를 위해 본 연구원에서는 KoHLT-1, 2의 시험시설을 운용하고 있다. 본 시설에서는 열부하원으로서 그라파이터 히터를 사용하며, 히터는 두 개의 시험 대상부품 사이에 설치되고, 히터에 고전류를 인가하여 복사열에 의해 시험 부품에 열부하를 가하게 된다. 고열부하 환경에서 열피로 시험을 위해 히터에 인가되는 전류를 시간에 따라 일정한 패턴으로 반복적으로 ON-OFF 하게 된다. 본 논문에서는 이러한 고열부하시험을 수행함에 있어 고려해야 할 여러 가지 요소에 대해 논의하였다. 우선 인가하는 열유속(heat flux) 값은 일차적으로 시험시설의 최대 출력에 의해 좌우되며, 시험대상물의 운전조건 및 열부하 반복횟수에 의해 결정된다. 열부하 반복횟수는 주어진 열유속 값에 대해 total strain이 파단에 이르는 수준에 의해 결정된다. 열부하를 인가하는 시간은 히터에 전류를 인가했을 때 요구되는 온도로 상승하는 데 걸리는 시간과 시험대상물의 온도가 더 이상 증가하지 않는데 걸리는 시간에 의해 좌우된다. 냉각시간은 길수록 시험대상물의 온도가 냉각수의 온도에 접근하게 되나 너무 길어지면 시험시간이 급격히 증가하게 되므로, 온도 감소 곡선을 검토하여 적절한 시간을 정하게 된다. 열유속 측정은 냉각수의 온도 상승값과 유량으로부터 계산하게 되며, 정확한 측정을 위해서는 열부하를 인가하는 시간이 충분히 길어야 한다. 또한 시험대상 부품에서 열부하가 인가되는 면적을 정확히 정의해야 하며, 냉각관로에 열부하가 인가되어서는 않된다. 또한 시험대상부품을 지지하는 지지구조체를 통한 열손실을 최소화해야 정확한 열유속을 측정할 수 있다. 시험대상부품을 설치할 때 히터와의 간격 또한 결정해야 할 중요한 요소이며, 간격이 좁을수록 최대 열유속 값을 증가시킬 수 있으나, 너무 가까운 경우 히터의 열변형에 의한 접촉 및 아크 방전의 가능성이 있으며, 이 경우 히터와 시험대상부품의 손상을 가져오게 된다. 시험대상물이 국제열핵융합로(ITER)의 일차벽과 같이 베릴륨이 포함되어 있는 경우 방전에 의한 손상은 인체에 유해한 오염의 원인이 될 수 있다. 또한 순간적인 방전은 고가의 고전류전원의 고장을 유발할 수도 있다. 열부하 시험 중 시험대상물의 온도를 정확히 측정하는 것은 필수적이며, 온도 변화 곡선으로부터 시험대상물의 건전성 여부를 판단할 수 있다. 이를 위해 변화를 가장 잘 탐지 할 수 있는 위치에 온도 센서를 설치하는 것이 관건이며, 이는 사전 분석을 통해 알 수 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.83-95
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• 2002

시뮬레이션/모델링 기법을 이용하여 세라믹 섬유단열재의 열전도도를 분석하였으며, 열전도도를 예측할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 세라믹 섬유 단열재는 $1600^{\circ}$까지 사용할 수 있는 고온용 단열재로써 극심한 공력가열 환경에 노출되는 고속 항공기 및 유도무기에 적용 가능한 재료이다. 섬유 단열재의 열전도도는 전도 열전달 및 복사 열전달에 의해 결정되므로 각각의 메카니즘에 의한 열전도도를 계산하였다. 전도 열전달은 균질화 기법을 이용하였으며, 복사 열전달은 무작위 수(random number)를 이용하여 계산하였다. 특히 복사 가능 거리 및 확률을 도입함으로써 실험 상수(experimental constant) 없이 복사 열전도도를 계산할 수 있었다. 본 논문 연구 방법으로 계산된 섬유 단열재의 열전도도는 실험값에 대하여 평균 93%의 신뢰도를 나타내었다. 또 본 논문에서 개발한 열전도도 계산프로그램은 섬유와 공기의 열적 특성만으로 계산이 가능하므로, 섬유 단열재와 유사한 내부조직을 갖는 대부분의 복합재료에 적용할 수 있다.