• 한국방재학회지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.70-75
• /
• 2003

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1794-1801
• /
• 2008

2006년에 고시가 된 "철도시설 안전세부기준"(건설교통부고시 제2006-395호)에 의하면 1km 이상의 철도터널을 건설할 경우 철도터널에 대한 화재 시뮬레이션을 수행하여 철도터널 내부의 화재에 대한 안전성 분석을 실시하도록 되어있다. 철도터널에서 화재에 대한 안전성 분석을 하기 위해서는 실험적 방법과 수치해석을 이용한 방법이 있는데, 본 연구에서는 수치해석적 방법을 이용하여 터널에서의 화재유동 및 온도장 분포를 해석하였으며, 실험 결과와 비교하여 수치해석의 신뢰성 정도를 분석하였다. Fletcher 등이 수행한 모형 터널 실험을 대상으로 수치해석을 수행하였다. 터널 모형은 길이 182m, 높이 2.4m, 폭 5.4m으로 이루어져 있으며, 수치해석에서도 실험과 동일한 상황을 가정하여 해석을 하였다. 화재가 발생한 부분은 터널의 입구로부터 112m 지점이며, pool fire를 사용하였다. 화재 강도는 약 2.76MW이며, 화원으로써는 Octane을 사용하였다. 수치해석을 위하여 LES 기법을 이용한 FDS (Fire Dynamics Simulator)를 사용하였으며, 본 연구에서는 계산 속도를 증속시키고, 단일 CPU에서는 처리가 곤란한 격자수를 처리하기 위하여 여러 개의 CPU를 사용하는 병렬 처리 기법을 활용하였다. 본 연구에서 사용된 총 격자의 개수는 2.4백만개 이며, 사용된 CPU수는 7개 이다. 수치해석 결과와 실험 결과를 비교 분석하여 수치해석의 신뢰성과 FDS의 철도터널 안전성 분석에의 활용 가능성에 대하여 논하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.33-43
• /
• 2002

선박기관실과 유사한 공간내로 $CO_2$소화제를 분사했을 때 화재화염이 공기유동 및 $CO_2$소화제전달 특성에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 노즐 위치에 따라 유동장과 $CO_2$농도장을 계산하였다. 한 경우를 제외한 모든 경우에서 시계방향과 반시계방향 재순환 유동이 노즐 좌, 우측영역에 형성되었으며, 이러한 재순환 유동이 질량전달과 $CO_2$소화제 확산경로에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 화재화염이 위치한 1층 영역에서는 $CO_2$소화제 확산경로가 재순환 유동 확장경로와 일치하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.29-34
• /
• 2014

본 연구에서는 구획화재의 연구에 적용되는 환기 변수에 근거한 상사 법칙의 유효성을 평가하기 위해 실규모 및 2/5 축소 구획에 대한 화재를 FDS를 이용하여 모사하고 기존의 실험 및 해석 결과간의 상호 비교 분석을 수행하였다. 상층부 주요 위치에서의 온도에 대한 실험 결과를 근거로 수치해석 모델의 유효성을 확보하였다. 구획 내부의 온도 및 농도 분포와 구획 출구에서의 속도 분포 등에 대한 다양한 특성에 대한 분석을 통해 축소 법칙의 유효성을 평가하였다. 실규모 및 축소 구획에 대한 화재 해석 결과를 비교할 때, 구획 내부 유동 형태 및 화염의 분출 거동, 구획 내부 수직 온도 분포 등의 특성에 대해서 유사한 결과를 보여주었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.10-18
• /
• 1996

미국이나 일본같은 외국에서는 컴퓨터를 이용하여 화재가 발생하였을 경우 건물내에서의 연기의 거동에 대한 수치해석적 연구가 활발히 연구되고 있다. 그러나, 국내에서는 이에 대한 연구가 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 이에 이 논문은 수치해석을 통하여 전형적인 화재 발생시 일어나는 현상을 정성적으로 해석 하고자 한다. 지배방정식은 유한 체적법 및 비엇갈림격자계를 사용하여 수치해석을 한다. 압력장을 해석하기 위해서는 SIMPLE 알고리즘을 사용하였고 대류항에 대해서는 멱승도식을 사용하였다. 본 논문에서는 plume이 형성된 후 뜨거운 plume 가스가 천장에 부딪쳐 넓게 확산되어 결국 밀폐공간의 벽에 다다르게 되는 것을 보여 주며 밀폐공간내에 연기가 가득 채워지는데 20초 가량 걸린다는 것을 알 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1346-1353
• /
• 2007

2003년 대구 지하철(중앙역) 화재 사건 당시의 화재 유동 및 승객 피난 시뮬레이션을 수행하였다. 화재 발생 첫 지점은 중앙역 지하 3층 객차 내부이며, 지하 3층과 지하 2층의 화재 및 연기 유동을 FLUENT 6.2를 이용하여 수치해석 하였다. 화재 객차 및 승강장에서의 이산화탄소 및 온도분포를 예측하였으며, 수치해석을 통하여 구해진 data는 승객 피난 시뮬레이션(EXODUS)의 입력 인자로 사용되었다. 수치해석에서 가장 높은 온도는 1500K로 조사되었다. EXODUS를 이용하여 지하 3층에서 지하1층까지 승객 피난 시뮬레이션이 수행되었으며, 총 피난 승객은 1000명으로 가정하였다. 이중 640명은 객차 내부에, 360명은 승강장에 존재하는 것으로 하고 계산을 수행하였다. 피난 시뮬레이션 결과 135명이 사망하였으며 이는 대구 화재 사고결과에 비교적 근접하는 수치이다. 또한 평균 피난 시간은 10분 19초로 조사가 되었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권6호
• /
• pp.111-117
• /
• 2016

본 연구는 스프링클러 헤드 근처에서 형성되는 액막의 자유표면 유동에 대해 CFD 모델을 적용하여 해석하고 스프링클러의 초기분무 특성 예측을 위한 기존 이론식의 결과와 비교를 통해 이론 모델의 타당성을 검토하였다. CFD 해석은 상용 해석프로그램인 CFX 14.0을 이용하였으며 노즐과 디플렉터로 이루어진 단순형상에 대해 표준난류모델과 VOF법을 적용하여 해석을 수행하였다. 평판부의 디플렉터 끝단에서 속도분포는 CFD 해석과 경험식이 매우 잘 일치된 결과를 보였으나 기하학적 형상이 복잡한 부분에서는 속도분포의 차이를 보였다. 이론모델에서 예측된 평균액적크기는 실제 스프링클러 헤드에서 측정된 평균액적크기에 대한 이전 연구결과와 큰 차이를 보였다. 그러나 이론 모델은 스프링클러 헤드의 초기 액적형성과정의 메커니즘을 이해하고 실험적 접근이 용이하지 않은 상황에서 분무 액적의 특성을 예측하는데 유동한 도구로 활용될 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.130-136
• /
• 2009

본 연구는 생성율 개념에 기초하여 화재유동장의 연소가스를 해석하는 필드모델의 신뢰성을 평가하기 위해 수행되었다. 환기조건에 따른 화재실 내부의 일산화탄소와 연기밀도를 해석하기 위하여 총괄당량비(GER) 개념이 도입되었으며 FDS 모델에 의해 예측된 일산화탄소와 연기밀도는 ISO-9705 표준화재실의 축소실험결과와 직접 비교하였다. 환기부족화재에 대해 수치해석결과는 일산화탄소와 연기밀도를 하향 예측하는 경향을 보였으며 총괄당량비가 증가함에 따라 수치해석결과와 실험결과의 오차는 증가하였다. 생성율 모델을 이용하여 화재발생으로 인한 연소생성물의 농도장을 해석하고자 하는 경우 공간내부의 환기 조건에 따라 해석결과의 신뢰성 검증에 주의를 기울여야 하며 지속적인 연구를 통해 타당한 물리적 모델개발과 함께 다양한 화재조건에 대한 모델의 검증이 요구된다.

• 에너지공학
• /
• 제29권3호
• /
• pp.97-102
• /
• 2020

본 연구에서는 화재가 발생하였을 때 작동되는 옥외형 피난계단 구조물이 태풍에 따른 풍압이 작용하였을 때 내구성을 검증하기 위하여 단방향 유동-구조 연성해석을 진행하였다. 이를 위해, 피난계단 구조물 주위에 대한 유동장을 정상상태로 유동해석을 수행하였고, 이러한 해석결과를 구조해석을 위한 입력 데이터로 사용하여 구조응력, 변형량, 피로수명 등의 계산을 통해 내구성을 분석하였다. 유동해석 결과, 피난계단 구조물 형상에 따라 공기에 의한 유동 흐름이 다르게 나타났으며, 이러한 유동속도 분포는 구조물 표면에 전압력으로 작용하였다. 또한, 이러한 전압력에 의해 계산된 구조해석 결과, 최대응력값으로 계산된 안전율이 허용치 이상으로 나타났으며, 피로수명과 변형량 분석을 통해 내구성을 입증하였다.

• 방재기술
• /
• 통권16호
• /
• pp.20-23
• /
• 1994

This article investigates the different numerical methods, which are widely used for purpose of simulating a fire compartment the particular numerical methods such as finite difference, finite element, control Volume, and finite analysis are discribed in order to understand basic concepts and their applications. The fire simulations using fferent methods for the different physical geometrics have been reported in many recent literatures The convergence rate, the accuracy, and the stability are no simply dependent upon the specific method, The study of popular nu-merical methods by being compared among those is therefore significant to understand the nu-merical simulation of fire compartment.