• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.278-281
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• 2012

사무공간의 화재성상을 예측하기 위해 화재하중 $25kg/m^2$ 값을 적용하여 $2.4(L){\times}3.6(W){\times}2.4(H)\;m$ 크기의 Mock-up 화재실험을 진행하였다. 화재실험은 실물화재실험 장비인 LSC(Large Scale Calorimeter)에서 실시하였으며, 열방출률 및 질량감소율을 측정하였다. 실물화재실험 시작 후 약 1110 초에 플래시오버가 발생하였으며, 최대 열발출률은 1241.1 KW로 측정되었고 질량은 초기 219 kg에서 102 kg로 감소하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1999년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.207-214
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• 1999

카세트식 이동식부탄연소기의 사고는 과열에 의한 화재뿐만 아니라 접합용기의 파열에 따른 피해가 더 큰 위험성을 내포하고 있다. 접합용기의 파열원인은 화재에 의한 파열과 접합용기 장착 불량에 의한 가스누출로 화염에 의한 파열, 그리고 과대 조리기구를 사용하여 조리기구 및 화염에서 발생되는 열이 접합용기에 전달되어 온도상승에 따른 파열로 구분된다. 현재 카세트식 이동식부탄연소기의 조리기구 크기에 따라 과열에 따른 정확한 검증이 부족하며, 사용자에게 사용장소와 조리기구외 크기만 권고하고 있어 이에 대한 자료가 필요하다. (중략)

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.71-75
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• 2010

본 연구에서는 강원도 영동지역의 사찰을 대상으로 불전(대웅전, 팔상전), 삼성각(칠성각, 산신각), 요사(심검당, 설선당), 루, 일주문 등 구성요소별로 구분하여 현장조사를 통해 가연물의 종류를 구분하고, 실의 면적, 가연물의 재질 및 크기 등을 조사하여 화재하중을 산출함으로써 사찰의 구성요소별 화재 위험성을 판단하였다. 사찰의 구성요소별 총 화재하중은 불전 446.96 $kg/m^2$, 삼성각 313.71 $kg/m^2$, 요사 164.14 $kg/m^2$, 루 463.91 $kg/m^2$, 일주문 1,042.14 $kg/m^2$인 것으로 확인되었다. 사찰의 구성요소별 화재하중은 일주문이 가장 큰 것으로 확인되었으며, 그 다음으로 루, 불전, 삼성각, 요사의 순으로 나타났다. 일주문은 바닥 면적이 다른 구성요소들에 비하여 가장 작은 반면, 건축 구조재는 다른 요소들과 비슷한 크기와 수량으로 구성되었기 때문에 상대적으로 다른 구성요소보다 화재하중이 높게 나타난 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 2009

본 연구의 목적은 화재 예측모델로 널리 사용되는 FDS(Fire Dynamics Simulation) ver. 4.07을 여객열차 화재예측에 적용하기 위하여 민감도 분석(Sensitivity analysis)을 수행하는 것이다. 주요 분석 변수(Parameter)는 격자 크기(Grid size)와 Solid angle number이다. 분석결과, 격자크기의 변화는 온도(Plume temperature 상부층 온도(Upper layer temperature), 연기층 높이(Layer height)결과 값에 약$10{\sim}20%$의 차이를 갖게 하는 주요 민감도 변수이며 Solid angle number는 민감도에 영향을 크게 미치지 않는 것으로 분석되었다. 또한, 0.05m의 Grid size가 0.1m보다 결과 해상도가 높은 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.231-234
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• 2010

본 연구는 화재조건에 따른 화재실 바닥면에서의 열유속특성을 파악하기 위해 ISO-9705 표준화재실의 40% 축소모형공간에 대하여 화재실험을 수행하고 화재성상에 따른 열유속변화와 공간적 분포를 분석한다. 또한 모형실험에서 계측된 열유속을 Scaling Law를 적용하여 실규모 크기의 결과로 환산하고 이를 기존의 다른 연구결과와 비교분석함으로써 화재발생으로 인한 공간내 열유속의 축소법칙의 적용성을 파악하고자 한다. 실험에 사용된 연료는 천연가스, 메탄올, 에탄올, 헵탄, 톨로엔, 폴리스틸렌등이며 모형실험의 최대발열량은 450 kW 정도로 실규모로 환산시 약 4.4 MW이다. 실험결과 화재실바닥면의 열유속은 연층의 온도와 연료의 종류에 따라 차이를 보였으나 측정위치별 차이는 크지 않았으며 Scaling Law를 적용한 결과 화재실 상층부 온도가 약 $500{\sim}600^{\circ}C$ 정도에서 바닥면의 열유속은 약 $20kW/m^2$ 정도로 기존연구와 유사한 경향을 보였다. 본 연구는 화재공간 내 열유속 측정을 통해 전실화재로의 화재성장을 파악하고 화재실내부의 열적특성을 분석하기 위한 기초적인 자료를 제공하고자 한다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.9-15
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• 2010

화재시뮬레이션을 통한 화재 해석 시 Grid의 간격은 해석의 정확도를 결정짓는 중요한 요인 중 하나이다. 일반적으로 Grid의 간격의 계산은 화재 강도에 따른 화염의 높이를 계산하여 이의 1/10크기 간격을 적용하였다. 그러나 일반적인 구조물과 달리 펠릿구조물의 경우 적층의 구조와 다공성을 가지기 때문에 기존의 산정법에 의한 계산은 실제 화재와 다른 양상으로 나타날 수 있다. 본 연구에서는 SFPE 방화공학 핸드북에서 제시된 목재펠릿의 화재강도 실험결과를 기준으로 총 3CASE의 Grid 간격 설정으로 화재해석을 실시하였으며 이를 비교 분석하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.423-430
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• 2009

본 논문에서는 ISO-9705 공간의 2/5 스케일 축소모형에 대한 화재 실험에서 측정된 고온 상층부의 연소가스 농도를 혼합분율 개념을 도입하여 분석함으로써 환기부족 상태의 실내화재에서 발생되는 연소생성물의 특성을 파악하고자 한다. 화재실 내부 고온 상층부의 두 지점에서 측정된 잔존 탄화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소, 수트(soot) 등의 성분비를 혼합분율의 함수로 내어 분석하였다. 또한 탄화수소 연료의 이상적인 반응에 근거한 상태 관계식과 비교함으로써 환기부족 화재에서 혼합분율 모델의 적용성을 분석하였다. 혼합분율 분석을 이용함으로써 측정된 수많은 데이터들을 화재 크기나 측정 위치에 상관없이 하나의 파라미터에 대해서 정리하여 전체적으로 분석할 수 있었다. 또한 혼합분율 분석에서 수트를 고려하는 것이 분석의 정확성을 크게 향상시킴을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.923-928
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• 2015

FDS는 화재분석에 가장 많이 사용되는 프로그램 중 하나로 정확한 분석을 위하여 적정격자 선정이 필요하다. 이 연구에서는 적정격자 선정을 위하여 다양한 격자 종횡비(AR)를 선정하여 FDS v 6.1.2로 분석하였다. 계산시간은 온도 등의 변화로부터 시간평균값을 구하는데 충분히 긴 10분으로 설정하였다. 그리고 온도와 가시거리, 질량수지의 시간평균값은 준정상상태를 유지하는 200~600초 구간의 값으로부터 구하였다. 그 결과 $10{\times}10{\times}3[m^3]$와 $20{\times}20{\times}3[m^3]$의 두 공간에 각각 1 [MW]와 2 [MW]의 폴리우레탄 화재가 발생했을 때 종횡비 1~6에 대한 열방출률과 온도, 가시거리, 질량수지를 비교하였다. 열방출률은 종횡비와 공간의 크기 및 화재규모에 무관하게 정확함을 확인하였다. 또 $AR{\leq}5$에서는 준정상상태의 온도와 가시거리가 잘 예측되었다. 그러나 종횡비의 증가에 따라 온도의 감소폭이 증가하였고, 질량보존의 만족도가 떨어졌다. 따라서 화재 초기의 온도와 가시거리가 중요한 요소인 성능위주설계에서 $AR{\geq}3$인 경우에는 격자크기에 대한 세심한 검토가 필요함을 확인하였다. 높은 정확도가 요구되는 구획화재 시뮬레이션에는 수직방향 격자크기 0.1~0.2 [m] 이하와 종횡비 2 이하의 격자크기가 바람직함을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.84-84
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• 2011

터널화재의 위험요소에 대한 해석을 위해서는 실제 상황을 재현한 실대형 실험이 가장 유용하겠지만 현실적으로 시간적, 공간적, 경제적인 제약이 따르기 때문에 CFD Modeling 기술의 이용 및 검증이 필요하고, 실제 상황에 가까운 현상의 재현을 위해서는 시뮬레이션의 정확도에 대한 향상이 필수적이다. 또한, CFD Modeling을 터널화재에 적용할 때 시뮬레이션의 질에 영향을 미칠 수 있는 요소들에 대한 결정이 선행되어야 한다. 우선, 터널의 기하학적 구조와 경계조건의 확립이 필요한데 필요한 정보를 얻기 위해서 어느정도 길이의 터널이 적절한지에 대해 생각할 필요가 있으며, 단면변화에 대한 결정을 통해 모델링을 수행하여야 한다. 모델링 작업이 선행된 후에 화재의 위치, 성장률, 최대 크기, 환기시스템 사항 등의 고려가 필요한데 이러한 조건들은 CFD Modeling의 결과에 직접적인 영향을 주기 때문에 충분한 사전조사가 이루어져야 하고, 각 사항들의 변수를 고려하여 다양한 화재시나리오의 도출이 가능할 수 있다. 마지막으로, 화재에서 발생된 열중 약 30%가 복사에 의해 주위 벽으로 전달될 수 있고 열은 연기가 가득찬 영역내에서 재분배될 수 있는데, 열전달 및 연기의 유동 등에 관한 자료를 기초로 화재현상에 대한 분석이 가능하다. 이러한 과정들을 통해 실제 상황에 가까운 설계화재 시나리오를 예측할 수 있다. 본 연구에서는 우리나라 최장대터널인 죽령터널에 대해 합리적인 가정을 통한 설계화재 시나리오를 기초로 화재시뮬레이션은 FDS(Fire Dynamics Simulator) 프로그램을 사용하여 화재 및 연기의 이동 양상을 분석하고, 피난시뮬레이션은 SIMULEX 프로그램을 사용하여 피난시간을 예측 함으로써 터널화재의 CFD Modeling에 의한 피난안전성을 검토하고자 한다.