• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.257-260
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• 2008

강재요소의 경우엔 고온에 노출될 경우 높은 열전도성으로 인해 화재 발생상황에서 단면의 급격한 온도 상승으로 인한 강도저하 현상이 유발된다. 특히 CFT기둥의 경우엔 구조체의 인장응력을 외부의 강재부분이 전담하기 때문에, 내화성능을 확보하기 위하여 이 부분에 대한 강도저하 및 응력변화에 대한 수치해석적 검토가 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 국내에서 수행한 콘크리트 및 강재의 고온재료물성 실험값을 토대로 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용하여 CFT기둥의 화재거동을 예측하였다. 해석적용 강재는 SS400을 대상으로 하였으며, 내부 충진된 콘크리트의 강도를 40MPA와 50MPA를 변화시켜 전열특성 및 거동현상을 예측하였다. 표준화재 180분 노출조건으로 CFT기둥 해석결과 40MPA모델의 경우123mm의 변위가 발생하였으며, 50MPa모델의 경우 91mm의 수축량이 발생하는 것으로 해석되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.13-18
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• 2009

본 연구의 목적은 구난역을 갖는 철도 터널 내부의 연기 거동 특성을 분석하는 것이다. 특히 화재 위치 변화에 따른 연기 전파 특성에 대해 수치해석을 수행하고 이때 해석 조건으로 사용되는 발열량은 터널내 풀 화재(pool fire) 실험을 통해 결정된다. 사용된 연료는 n-heptane($C_7H_{16}$)이고, 각 변의 길이가 4cm인 정사각형 풀을 이용하였다. 본 연구에서는 상용코드인 FLUENT(Ver.6.3) 를 사용하여 수치해석을 수행하였고 화원 생성 현상은 MVHS(Modified Volumetric Heat Source) 모델을 통해 모사되었다. 해석 결과, 연기가 터널을 따라 전파되면서 구난역까지 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었으며 따라서 배연시스템의 설치가 요구됨을 알 수 있다. 또한 교행로와 방화벽이 연기 제어에 기여함을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.609-618
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• 2009

본 연구에서는 다양한 설계조건 하에서 철골보의 내화시간을 평가할 수 있는 산정식을 열-구조 연성해석(fully coupled thermo-mechanical analysis)을 토대로 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 산정식은 철골보의 화재거동에 미치는 주요 인자를 구조변수 및 열변수로 명시적으로 반영하므로 각 설계변수의 내화성능에 대한 영향을 설계자가 쉽게 정량적으로 파악할 수 있는 강점이 있다. 광범위한 변수해석을 수행하기에 앞서 실물대 화재실험 결과를 활용하여 본 연구의 열-구조 연성해석모델의 타당성을 검증한 후, 철골보에 붕괴처짐(run-away deflection)이 발생할 때까지 화재거동에 대한 각 변수들의 영향력을 검토하였다. 이러한 수치해석결과를 다양한 설계조건에서 철골보의 내화시간 예측에 활용할 수 있도록 다중선형회귀분석을 통해 통계학적으로 신뢰도가 높은 평가식을 제안하였다. 현행 사양설계기준에서의 활용법을 사례를 들어 예시하였고, 제시된 식으로부터 얻어지는 경제성과 장점을 입증하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.7-14
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• 2018

본 연구에서는 방화막 및 자연배출구 면적이 공연장 무대 화재 시 연기 거동에 미치는 영향에 대해 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용하여 전산시뮬레이션(Numerical simulation)을 수행하였다. 공연장의 무대 크기는 폭 31 m, 깊이 34 m, 높이 32 m로 설정하였고, 자연배출구 면적은 무대 바닥면적의 약 10%, 약 8%, 약 5%, 약 1%로 하였다. 방화막은 프로시니엄(Proscenium) 벽과 0.5 m 이격하여 설정하였다. 방화막과 자연배출구 면적은 객석으로의 연기유출, 자연배출구 및 프로시니엄 개구부를 통한 유입 및 유출 질량 유량에 지대한 영향을 미치는 것으로 관찰되었고, 동일한 자연배출구 면적 조건에서 방화막이 설치된 경우가 미설치된 경우에 비해 무대 내 압력이 더 낮은 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.101-113
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• 2015

이 논문은 화재에 노출된 철근콘크리트 구조에 대한 수치해석 모델을 제시하고, 기존의 자료 및 설계 규준과의 비교를 통해 구조물의 설계 시 고려 사항에 대해 제안하고 있다. 수치해석은 비정상 열전달 해석과 비선형 구조해석의 두 단계로 수행되며, 비정상 열전달 해석을 통해서 얻어진 화재시간에 따른 단면 온도분포를 바탕으로 비선형 구조해석하여 부재의 상태에 대한 정보를 얻게 된다. 이때, 철근콘크리트의 재료모델을 화재진행상태(Under-Fire)와 화재종료 후 냉각상태(After-Cooling)로 나뉘어 해석수행하여 각각의 재료상태에 따른 거동의 변화를 살펴본다. 해석된 결과는 여러 구조물에 대해 기존의 실험결과와 비교하여 검증하고, 설계 규준과의 비교를 통해 화재 시 구조물의 안전성에 대해 고찰하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.481-487
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• 2010

구형 지하철 전동차의 내장재에 대하여 ISO 9705 시험 설비를 이용하여 화재시험을 수행하였다. 시험에 사용된 점화용 버너는 CEN/TS 45545-1 규정에 따라 출력을 조정하였다. 이 내장재 화재시험의 목적은 화원의 규모에 따라서 철도차량에서의 화재거동과 화염의 전파 경로를 평가함과 동시에 객실 내장재의 화재가 플래시오버로 진행하는 경로의 화재 데이터를 제공하는 것이다. 시험으로부터 시간에 따른 위치 별 온도 값과 열류량 및 열방출률을 측정하였고 열방출률은 수정된 화염면적기반 합량법으로 계산한 결과와 비교하였다. 이 시험 결과는 CFD 화재 시뮬레이션 기법을 이용한 철도차량 화재해석의 검증 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.27-36
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• 2005

본 연구에서는 장대 터널 화재시 연기의 거동 특성 파악과 수직갱에 의한 배연 능력을 검토하기 위하여 축소 모형실험을 실시하였다. Froude 상사를 기본으로 수직갱을 포함하는 터널을 1/50로 축소하여 20m의 모형 터널을 제작하였다. 화재시 발생되는 연기의 배연실험을 수갱의 높이를 변화시키며 한 결과, 수직갱에 의한 배연은 화재 후방으로의 역기류 전달 시간을 지체시키는 효과를 보였으며, 수직갱의 높이가 증가할수록 온도도 감소하였고, 중앙 높이에서의 온도차이는 수직갱이 없을 경우보다 다소 감소하기는 하나 그 영향은 미비하였다. 수직갱을 지난 지점에서 화재가 발생하였을 경우 수직갱의 높이가 증가하면 수직갱으로의 배연에 의한 역기류 활성화로 CO농도의 전파속도가 증가되며, 단면의 온도도 증가한다. 즉, 수직갱을 지난 지점에서 화재가 발생할 경우 수직갱은 화재 발생으로 인한 연기의 배연에는 유리하나, 오히려 역기류를 증가시켜 화재 초기 승객들의 안전한 대피에는 불리한 상황을 초래한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.1-11
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• 2014

본 논문은 화재 시뮬레이션 프로그램(FDS)을 기반으로 만들어진 PyroSim 프로그램을 이용하여, 이중외피 구조를 중공층의 구획과 자연환기의 방법에 따라 4가지(박스형, 샤프트-박스형, 복도형, 전면형)로 분류하고, 각 구조의 화재 특성을 수치적으로 비교 분석하였다. 이를 위해 4층 건축물로 모델링하였으며, 동일한 제반 조건을 갖추고 이중외피 구조를 다르게 하였다. 또한 각 구조별 화재 특성을 확인하기 위해 연기 거동, 연기 밀도, 연기 감지장치, 가시거리를 비교 분석하였다. 그 결과, 박스형 이중외피 구조는 화재실외에는 크게 영향을 미치지 않았고, 복도형 이중외피 구조는 연기가 화재실 옆으로 이동하는 수평적인 영향이 크게 나타났다. 또한 샤프트-박스형 이중외피 구조는 샤프트를 통한 연기의 수직 상승 현상이 가장 빠르게 나타났고, 수직 상승된 연기가 차고 내려와 기타실에도 영향을 미쳤으며, 전면형 이중외피 구조도 연기의 수직 상승과 함께 기타 구획실에도 큰 영향을 미쳤다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1773-1780
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• 2008

대심도 역사에서의 화재 발생시 승객의 주 대피이동로인 계단이 매우 길기 때문에 피난의 어려움이 예상된다. 이에 본 연구에서는 서울 지하철 호선별 대심도 역사 중에서 하나인 숭실대역(7호선, 47m)을 선정하여, 화재시뮬레이션을 수행하였고, 이를 통하여 열기류 및 연기의 거동을 분석하였고, 적절한 피난대책을 고찰하였다. 최근에 지하역사에서의 화재유동 시뮬레이션이 몇 몇 기관에서 수행되고 있으나, 지하의 전역사에서 화재 유동 해석은 드물게 수행되어 왔다. 특히 지하 40m가 넘는 대심도 역사에서의 유동해석은 일반 PC로는 불가능하기 때문에 이에 대한 연구가 전무하였으나, 본 연구에서는 리눅스 클러스터(Linux cluster) 장비를 이용한 병렬처리기법을 적용하여 대심도 역사에서의 화재해석을 수행하였다. 화재유동해석은 화재전용 FDS code를 이용하였으며, 난류모델은 LES 기법을 적용하였다. 화원의 규모는 10MW이고, 성장모델은 Ultrafast model를 적용하였다. 적정한 격자크기는 화원의 특성직경을 통하여 산출하였다. 본 연구에 사용된 총 격자규모는 약 10,000,000개이다. 이는 일반 PC에서는 다루기가 불가능한 격자수이므로, 병렬처리기법을 적용하여 6 cpu 리눅스 클러스터 장비로 수치해석을 수행하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.7-8
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• 2010

비대칭 H형강이 콘크리트에 매립되어 화재에 노출되는 일반 합성 보에 비하여 내화성능이 높은 슬림플로어 공법에 대한 화재거동특성을 분석하고, 이를 기반으로 내화성능을 향상시킬 수 있는 최적 단면형상조건을 도출하고자 연구를 수행하였다. 단면형상은 휨 성능을 증진시킬 수 있는 웹 보강과 화재에 직접 노출되는 하부플렌지의 보강 방안에 대하여 화재실험을 진행하였으며, 무 보강조건과 형상변화시에 발생하는 합성플로어의 처짐을 비교 분석하여 최적 단면형상설계 조건을 도출하고자 하였다. 실험결과 웹보강방안에 비해 하부플렌지 보강시 내화성능 향상효율이 더 높은 것으로 나타났으며, 이는 화재에 직접적으로 노출되는 하부플렌지 부분에 보강을 하는 것이 급격한 온도상승으로 인한 강도저하로 인해 발생하는 변형을 보다 효율적으로 제어하기 때문으로 판단된다.