• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.287-290
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• 2010

최근 건축물은 초고층화 대형화 지하심층화 등으로 변모하고, 더나아가 복합화가 진행되고 있다. 이러한 건축물은 화재 발생 시 기존의 건축물보다 큰 인재로서 다가오며, 특히 연기로 인한 피해가 주를 이루고 있다. 하지만 국내의 경우 연기의 피해에 따른 피난용량설정 및 계획 등에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 기존 개발된 일본의 연기 거동 해석모델인 BRI2002의 메커니즘를 이용하여, 가상의 건축물에서의 Case Study를 통한 연기거동을 분석함으로서 향후 연기거동에 대한 연구의 방향성 및 기초적인 자료를 구축하는데 그 목적이 있다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.202-207
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• 2009

본 연구에서는 대심도 지하역사에서 화원 위치에 따른 연기거동의 특징을 분석하였다. 전산수치해석에 FDS code가 사용되었다. 화재에 의한 유체거동을 모사하기 위하여 난류모델은 LES를 사용하였으며, 빠른 계산을 수행하기 위하여 병렬수치해석기법을 사용하였다. 본 연구를 통하여 대심도 역사에서 화재시 피난을 저해하는 화원의 위치에 대하여 검토하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.7-10
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• 2011

최근 국제우주정거장에서 화재안전에 관한 중요성의 인식으로 화재의 감지/소화의 메커니즘을 구체적으로 이해하기 위한 다양한 연구들이 시도되고 있다. 본 연구에서는 국제우주정거장에서 각종 실험과 연구를 진행하는 가압모듈을 대상으로 환기, 연기거동 및 감지에 관한 수치모델링을 수행하였다. 수치모델링은 NIST에서 개발된 FDS (Fire Dynamic Simulator)가 사용되었다. 국제우주정거장 내부는 마이크로중력환경으로 부력이 존재하지 않아 화재 발생 시 화염 및 연기거동은 지상에서의 현상들과 큰 차이를 보이게 된다. 따라서 현재 가압모듈에서 적용되고 있는 환기조건의 변화에 따른 연기거동 및 감지특성에 대한 연구는 향후 국내의 국제 우주정거장 실험 참여를 위한 기초적인 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.105-115
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• 2014

터널내의 연기거동 및 대피안전성을 평가하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 본 연구의 목적은 최근 더욱 길어지고 있는 장대터널의 화재로 인한 연기 및 온도 분포와 안전성을 평가할 수 있는 수치적 방법을 구현하는데 있다. 계산에 사용되는 컴퓨터자원을 최소화하기 위하여 모델로 선정한 터널의 전체길이인 3 km을 사용하는 대신 여러 개의 대피터널이 포함되는 1.5 km만을 해석영역으로 사용하였다. 터널내의 연기거동에 의한 대피자의 안전성을 평가하기 위하여 연기의 밀도에 의한 기시도와 바닥으로부터의 높이를 고려한 SE (smoke environment)값을 사용하였다. 공기 중에 포함된 연기의 밀도는 3차원 전산유체역학을 통하여 구하였다. 이러한 연기 거동에 영향을 미치는 온도분포를 정확하게 모사하기 위하여 터널 벽면을 단열 혹은 일정한 열유속(heat flux) 가정을 사용하는 대신 1차원 열전도(heat conduction)방정식을 이용하여 터널벽면의 온도를 계산하였다. 대피터널간의 거리가 가까울수록 대피자의 안전성은 높아지겠지만 상대적으로 건설비용이 증가하게 된다. 본 연구에서 대피터널의 길이는 250 m로 하였으며 화재 시 제연팬의 운전 조건을 3가지 (팬이 가동되지 않는 조건, 임계풍속이하조건, 임계풍속이상조건)로 나누어 연기의 거동과 온도분포를 고찰하였다. 그리고 화재가 발생한 시간부터 플래쉬오버가 발생한 시간까지의 연기의 거동과 대피자의 상황을 SE를 이용하여 고찰하였다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.341-347
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• 2005

본 논문은 터널에서 화재 발생 시, 시간에 따른 연기거동에 대해 실물실험과 3차원 수치해석을 수행하고 각각의 결과를 비교,검토하였다. 실물실험을 위하여 8.8 kW의 열원과 901iter/h의 연기 발생이 가능한 연기발생장치를 자체 제작하였으며, 대상터널은 길이 570m, 단면적 $64.6m^2,$ 그리고 약 $2\%$의 구배를 가지고 있다. 실험은 외풍의 영향을 줄이기 위해 터널 입,출구에 차단막을 설치하였으며 연기발생장치로부터 20m 간격의 위치에서 20초 간격으로 연기전파, 속도 그리고 온도를 측정하였다. 연기는 60초 경과 후, 연기발생장치로부터 20m 떨어진 위치에 도달하였으며 140초, 180초 및 260초 경과 후, 각각 40m, 60m 및 80m 위치에 도달하였다. 3차원 수치해석의 결과는 터널벽면을 매끈한 표면으로 처리하였을 때, $26.3\~49.5\%$정도 과대 예측하였다. 또한 터널벽면을 일정 조도를 갖는 거친 표면으로 처리한 경우는 $-2.7\~17.6\%$ 오차로 실험결과에 보다 근접하는 결과를 보였다. 따라서 터널 내 연기거동에 대한 3차원 수치해석을 수행할 때에는 벽면조도에 대한 고려가 필요하리라 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.51-56
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• 2012

국제우주정거장에서 화재발생은 승선한 승무원들의 생명과 직접적으로 연관된 사안이므로 선실내부에서 언제든지 발생할 수도 있는 화재의 초기 감지 및 진화는 우주정거장의 운영에 있어서 중요한 기술 중 하나이다. 본 연구에서는 국제우주정거장에서 각종 실험과 연구를 진행하는 가압모듈을 대상으로 환기, 연기거동 및 감지에 관한 수치모델링을 수행하였다. 수치모델링은 NIST에서 개발된 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 사용하였으며, 부력이 작용하지 않는 국제우주정거장 내부의 무중력환경에서 발생된 화재의 연기거동패턴은 지상에서의 현상들과 큰 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 아울러 가압모듈에서 적용되고 있는 환기조건을 고려하여 수행된 연기거동 및 감지특성에 대한 수치 모델링 결과는 향후 무중력환경에 노출된 수 있는 우주선이나 대형우주구조물의 화재검출장비의 설계를 위한 기초적인 자료를 제공함은 물론 승선하게될 우주인이나 승무원들의 훈련자료로도 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.87-92
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• 2005

본 연구에서는 도로터널 화재에 따른 열 전달 및 연기거동의 특성과 피난시뮬레이션에 대하여 수치적 연구를 수행하였다. 화재발생부분의 발열량은 30MW이며, 수치해석에 사용된 난류모델은 표준 $\kappa-\varepsilon$ 모델을 사용하였다. 도로터널에서 열기류 및 연기의 이동경로 형태를 예측하여 방재 및 피난 시스템을 구축하는데, 도로터널 설계 시에 유용한 자료로 이용될 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.18-25
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• 1999

건물 공간에 대한 연기 거동을 해석하기 위한 많은 실험이나 수치해석이 이루어져 왔고 그 중 공간과 공간을 연결해주는 복도 공간에 대한 연기거동을 해석하는 것 또한 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 비 정렬 격자계, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델을 이용한 Field 모델을 이용하여 복도 공간에 대한 수치해석을 수행하여 얻은 온도장과 유동장 및 변수를 연기 퍼짐 시간과 연충 온도, 천장제트속도로 계산하여 한국기계연구원에서 실험한 결과와 비교하였다. 또한 Hinkley가 제안한 평균 연층 속도와 계산된 연층 속도를 비교하였다. 복도 공간 내에서 Soffit 주위의 유동특성을 파악하고 천장세트의 속도가 복도 향상, 화원으로부터의 거리, 발열량등에 영향을 받는다는 사실을 보여준다.

• 해양환경안전학회지
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• 제11권1호
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• pp.53-59
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• 2005

항해 중 발생하는 선박의 화재는 외부로부터 소방 활동을 기대할 수 없으므로 선내에서 자체적으로 처리해야 하기 때문에 매우 위험하다. 더구나 여객선의 경우에는 재산상의 피해는 물론이고, 대형 인명 사고로 이어질 수 있으므로 더욱 심각하다 화재가 발생하며 연소과정에서 열 뿐만 아니라 많은 연기가 동시에 발생하고 다량의 유독성 연기는 질식사와 같은 인명피해를 가져오게된다. 이 연구의 목적은 선박의 실내공간에서 화재의 크기 및 위치에 따른 연기거동 특성을 규명하는 것이다. 화원의 크기를 두가지로 하고 세가지 형태의 화재 위치에 따라 실험적 연구를 수행하였다. 그 견과 연기 및 열의 확산 특성은 모서리형 화재에서 가장 가파른 상승 곡선을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.683-690
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• 2021

선박 기관실 통풍 설계조건 및 계산 기준에 관한 국제 표준(ISO 8861)을 만족해야 하는 선박 기관구역의 환기시스템은 일반적으로 내연기관에 필요한 연소공기의 공급과 기관구역에서 발생한 열원을 제거하기 위해 설치되며 화재감지기가 포함된 환기시스템의 응답지연은 구역 내부에 형성된 기류와 화재감지기의 설치 위치에 영향을 받는다. 어선에서 발생하는 화재는 상선과 비교하여 인명피해 가능성이 높으므로 화재 조기 감지가 무엇보다 중요하다. 따라서 본 논문에서는 어선에 설치되는 화재 감지기의 초기 화재감지 응답속도 향상과 설치된 감지기의 감도 유지를 위해 기관구역 내부에서 발생한 정량적 연기량에 따른 공기 유동장, 내연기관 연소 공기량 및 기관 구역 내부 압력을 변수로 연기 거동 시뮬레이션이 가능한 해석모델을 구성하여 선박 기관구역 내부의 연기 거동을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 기관실 내부 압력을 감소시키고 연기커튼 설치를 통해 공기 유동장에서의 유속을 감소시키고 와류를 증가시키면 연기 성분의 천장 상승이 가속화되어 연기감지기 응답속도 및 환기시스템이 개선될 수 있을 것으로 해석되었다.