• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.69-69
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• 2023

격자 기반의 지면모형을 구동하기에 앞서 사용자의 목적에 따른 모델의 정확도와 모델의 구동 시간의 적절한 균형을 이루는 지면 모델의 격자 크기의 설정은 중요하다. 특히, 격자 크기에 따라 화재 모의 결과 영향이 매우 클 수 있지만, 이에 관한 연구들을 거의 이루어지지 않았다. 화재 모의는 탄소 순환뿐만 아니라 물 순환에도 직접적인 영향을 미치기 때문에 이를 위한 적절한 격자 크기 설정은 중요하다. 본 연구에서는 지면모형인 NCAR Community Land Model version 5(CLM 5)-biogeochemistry (BGC) 모형과 2000년부터 2019년의 The Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications, Version 2 (MERRA-2) 기상자료 이용하여서 지면 모델 격자 크기(1.9°×2.5°, 0.47°×0.63°, 0.25°×0.25°)에 따른 전 지구 규모의 화재 시뮬레이션 결과들을 분석하였다. 연평균 화재면적은 격자 크기가 제일 큰 1.9°×2.5° 격자의 시뮬레이션에서 연평균 450M ha로 가장 작게 나타났으며 격자의 크기가 작아질수록 화재의 크기는 증가하는 것으로 나타났다. 지면 모델의 격자가 작아짐에 따라 토양 입자의 분포가 세분화되고 이에 따라 투수 계수값이 증가하며 높은 토양수분의 분포들을 줄어들고 낮은 토양수분의 분포는 증가함을 확인하였다. 토양수분이 줄어듦에 따라 화재 연소성 정도를 나타내는 변수의 값이 증가하고 이에 따라 화재 발생빈도 및 화재 확산이 증가하여 지면 모델의 화재면적을 더 증가시키는 요인이 됨을 확인하였다. 이 연구를 바탕으로 하여 화재 모의의 불확실성 요소를 이해하고, 격자 크기에 따라 화재 모의 관련 매개변수의 수정이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.66-69
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• 2012

Field Model에 의한 화재해석방법은 화재현상을 지배하는 망정식윤 직접 해석하기 때문에 Zone model에 비해 공간내의 상세 정보를 제공함과 동시에 다양한 화재형태에 내해 보편적인 적용이 가능하다. Field model은 해석영역을 구성하는 격자점에 대해 이산화된 지배 방정식을 해석하는 과정에서 차분방법이나 격자의 크기에 따라 수치오류가 발생할 수 있다. 특히 격자수는 계산시간에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이기 때문에 효율적인 계산을 위해서는 격자크기의 최적화가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 구획공간 화재의 최적 격자크기 선정을 위해 격자해상도(Grid Resolution)에 따른 해석결과의 독립성을 비교분석하고 이를 통해 구획공간화재에 대한 격자 최적화 방법에 대해 논의하고자 한다. 화재크기 및 특성 길이에 따른 격자의존성을 파악하기 위해 ISO-9705 표준화재실에 내해 적용된 격자크기는 최소 3 cm에서 최대 30 cm까지 총 7 종류의 격자크기에 대해 FDS 해석이 수행되었다. 해석결과, 환기량이 충분한 화재에 대해서도 격자해상도가 16보다 작은 경우 출입구의 유동은 격자에 따른 독립성을 확보하지 못하는 것으로 나타났으며 화재발열량이 증가함에 따라 독립적인 해석해를 얻기 위해서는 더 큰 격자해상도를 요구하는 것으로 나타났다. 따라서 현재 실무에서 격자최적화를 위해 사용되고 있는 격자선정법에 대한 재검토가 필요하며 화재특성 및 구획공간 조건에 따른 최적격자 조건을 도출하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.37-43
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• 2014

재실자가 부속실로의 피난 시 부속실 송풍기가 작동하기 전단계에서는 실내화재로 인한 풍속이 발생하여 부속실 개방과 더불어 연소생성물이 부속실을 오염시켜 피난장애의 결과를 가져올 수 있다. 이로인한 화재크기 및 실내 개구부 크기가 화재풍속에 미치는 영향을 확인하기 수치해석 연구를 수행하였다. 수치해석에서는 화재크기 및 실내 개구부 크기를 달리하였고, 실제의 공동주택 형상과 치수를 반영하였다. 수치해석 결과, 화재크기별 실내의 개구부 크기에 따라서 중성대 높이가 변화하여 부속실로 흐르는 화재풍속 특성이 다르게 나타남을 확인할 후 있었다. 또한, 실내 중성대가 높은 곳에 형성된 경우에는 방화문 상 하부에서 화재풍속의 차이가 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.133-138
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• 2010

최근 건축물이 대형화, 복잡화되면서 건축물내 거주자의 피난안전성이 관심의 초점이 되고 있다. 국내 건축물은 용도에 따라 관계법령에 의한 배연창 또는 기계적 배연설비를 설치하도록 규정되어 있다. 화재시 거주자의 피난안전성을 확보하기 위하여 화재실의 제연이 매우 중요하다. 본 연구에서는 배연창 크기의 변화와 스프링클러 설비의 작동이 화재실 연기층 높이와 온도 조건에 미치는 영향을 화재 시뮬레이션프로그램인 CFAST를 이용하여 평가 하였다. 연구결과 배연창 면적이 증가할수록 5MW 화재 크기 이하에서는 연기층 높이와 온도에 미치는 효과가 증가하나 화재크기가 10MW 이상 커지면 배연창의 면적과 연기배출 효과와의 상관성이 떨어진다. 스프링클러 설비가 작동하고 배연창이 열릴 경우에는 화재크기와 상관없이 인명안전기준이 만족되었다. 법규에 의한 일률적인 배연창 면적의 적용보다는 건축물의 용도 및 규모에 따라 화재시나리오를 선정하고 시나리오에 따른 화재 크기에 따라 적절한 크기의 배연창을 적용하여야 하며 실제 실험이나 시뮬레이션을 통한 검증이 이루어져야 한다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.476-479
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• 2012

차량의 충돌에 따른 등유의 누출에 의한 화재와 항공기 충돌에 따른 항공유의 누출에 의한 화재 발생 시 격실의 개구부 크기에 따른 화염온도를 평가하기 위해 화원으로 등유와 Jet-A-1을 사용하고 개구부의 크기를 조절해 가며 격실화재시험을 수행하였으며, 가장 높게 측정된 시험결과의 조건으로 과도화재시험을 수행하여 금속저장용기가 화염온도에 미치는 영향을 평가하였다. 시험결과 등유보다 Jet-A-1의 열 방출속도 및 질량 연소유속이 크게 나타났으며, Jet-A-1에서의 화염온도가 높게 측정되었다. 연료 소모율은 개구부의 크기가 클 경우 작은 경우보다 크게 나타났으며, 개구부의 크기가 클 경우 화염온도가 높게 측정되었다. 격실 내에 금속저장용기가 저장되었을 때는 저장용기가 화염으로부터 받는 열량만큼 화염의 온도는 낮아지는 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.258-261
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• 2011

실내에서 화재가 발생한 경우에 매연의 크기분포 및 형상(morphology) 변화 특성은 경보장치의 작동 및 흡입에 의한 인체피해 등과 관련되어 중요한 연구 분야이다. 이와 관련하여 많은 연구가 이루어져 왔으나 실험에 의한 연구는 각 연구마다 결과치가 정량적 또는 정성적 측면에서 많은 편차를 보이고 있고, 이론적인 연구는 몇몇 특정 조건에 대하여 제한적으로 이루어져 있어서, 실재 구획화재에 적용하는 데는 어려움이 있다. 이 연구에서는 구획화재에 대하여 발열속도이력(history of heat release rate) 및 매연발생률(soot yield) 등에 따른 매연입자의 크기분포 및 형상 변화 해석을 위한 방법을 개발하였으며, 이를 유럽표준시험화재(EN54 Part7)에 규정된 폴리우레탄폼화재(TF4)에 대하여 시험 적용하였다. 이 방법에서는 입자의 크기분포방정식(dynamic equation for the discrete-size spectrum)을 푸는데 있어서 계산시간을 줄이기 위하여 결절방법(nodal method)을 도입하였으며, 또한 실재 화재에서의 매연입자의 성장에 따른 입경범위에 맞추기 위하여 분자운동영역(free molecular region)과 연속영역(continuum region)을 포괄하는 입자크기에 적용되는 충돌빈도함수(collision frequency function)를 사용하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.791-800
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• 2017

선박 거주구역에 화재발생 시 화재시뮬레이션 도구를 이용하여 화재확산형상을 실시간으로 예측하고 상황에 따른 적절한 대응방안을 제시할 수 있다면 화재사고로 인한 인명피해를 최소화시킬 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 오늘날 화재시뮬레이션은 해석대상공간의 크기와 그리드 개수에 따라 해석을 하는데 있어, 매우 장시간을 필요로 하는 현실적 한계가 있다. 이에 이 연구에서는 화재시뮬레이션 시간단축을 목적으로 선박 거주구역 화재시뮬레이션에 적용할 수 있는 격자크기와 생성방법에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 선박 거주구역에 적용되는 격자크기는 0.25[m] 이내의 값을 사용하는 것이 가장 효율적인 것으로 판단되었다. 또한 single mesh 격자생성방법으로 수행했을 경우와 비교하여, multi mesh 격자생성방법으로 시뮬레이션을 수행하였을 때 가시거리 값은 4.3 %, 온도 값은 8.3 % 이내에서 유사하고 해석시간은 약 80 % 감소하였기 때문에, multi mesh 방법으로 격자를 생성하는 것이 해석시간을 단축하는데 있어 매우 효과적임을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.50-56
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• 2014

성능설계 시험 안을 작성하기 위해서는 건축물에 발생할 수 있는 화재의 크기를 정량화하는 단계가 선행되어야 한다. 이러한 설계화재의 크기가 적합하게 선정되었을 때 화재로부터 안전하면서도 경제적인 설계가 가능하다. 우리나라는 성능설계의 역사가 짧고 공학적 자료가 축적되어 있지 않아 화재의 크기를 선정하는 데에 많은 문제점을 드러내고 있다. 이에, 해외의 설계화재 가이드라인과 국내의 실 화재 실험 자료를 조사하였다. 그리고 국내의 설계화재 선정 사례를 조사하여 그 적정성을 분석하고 건축물의 용도별로 설계화재의 가이드라인을 제안하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.1257-1262
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• 2018

본 논문에서는 보안 감시 카메라 영상을 활용하여 화재 검출을 위한 효과적인 심층학습 방안을 제안한다. AlexNet 모델을 기준으로 효과적인 화재 검출을 위한 커널 크기와 커널 이동 간격의 변화에 따른 분류 성능을 비교 분석한다. 학습을 위한 데이터셋은 정상과 화재 2가지 클래스로 분류한다, 정상 영상에는 구름과 안개 낀 영상을 포함하고, 화재 영상에는 연기와 화염을 각각 포함한다. AlexNet 모델의 첫 번째 계층의 커널 크기와 이동 간격에 따른 분류 성능 분석 결과 커널의 크기는 크고, 이동 간격은 작을수록 화재 분류 성능이 우수한 것을 확인할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.41-48
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• 2001

할론소화약제는 유류화재 및 전기화재의 진압에 가장 효과적으로 널리 사용되어 왔으나, 이들은 오존층파괴지수와 지구온난화지수가 높아 환경문제를 야기하고 있다. 이러한 환경에 악영향을 주지 않는 대체기술의 하나로 관심을 끌며 연구되기 시작한 소화방법이 미세물분무를 이용한 소화설비이며, 미세물분무는 스프링클러의 살수입자에 비해 물입자가 작고 표면적이 크기 때문에 화염면에서의 증발 및 냉각특성이 우수하며, 산소의 농도를 감소시키는 질식작용이 우수하다. 본 연구는 미세물분무 소화설비의 설계를 위한 기초단계로 유류화재에 대한 미세물분무의 입자크기, 유량밀도, 방사분포, 방사압력 및 화재의 크기에 따른 화염의 소화특성을 측정하였다. 그 결과 액체 poo l화재의 소화시간은 유량밀도가 증가함으로서 짧아지고, 유량밀도가 0.5$\pm$0.05ml/$\textrm{cm}^2$ . min이하인 경우 입자크기가 증가함으로서 짧아졌다. 또 방사주기를 변화시켜 실험한 결과 n-heptane 화재에 대하여 간헐적으로 방사한 미세물분무가 소화에 효과적이었으며, 이때 연속방사와 비교하여 화재를 소화하기 위해 필요한 물의 총량은 1/4로 감소하였다.