• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.125-128
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• 2010

우주발사체 가스발생기의 안정적인 연소를 위한 가스발생기용 점화기로서 설계 구조가 간단한 파이로 점화기를 개발하였다. 개발된 파이로 점화기는 가스발생기 추진제의 점화 및 신뢰성이 보장되는 화염 확산을 위해 충분한 열유량을 추진제에 제공해 줄 수 있으며, 고온/고압 환경을 이겨낼 수 있는 구조적 요구사항을 충족시킬 수 있도록 설계되었다. 제작된 점화기는 성능시험을 통해 요구 성능을 만족함을 확인하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 추계학술발표회 자료집
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• pp.354-357
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• 2010

현대 사회에서 차량은 널리 보급되어 있으며, 일상생활에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 자동차의 증가와 함께 차량화재 및 교통사고 등과 같은 문제점들도 함께 늘고 있는 실정이다. 2009년 기준, 1년 동안의 전체 화재발생건수 47,071건 가운데 차량 화재의 발생건수가 5,958건으로 전체의 12.6% 정도를 차지하였다. 특히 차량 내장재의 주 재질은 가연성을 지닌 열가소성 합성수지들로서 화재가 발생하였을 경우, 다량의 가연성 가스 및 독성가스를 방출하기 때문에 인명 및 재산 피해를 증가시키는 문제점을 갖고 있다. 화재 시 발생하는 독성가스는 짧은 시간에 주변으로 확산되어 인명피해에 치명적인 영향을 준다. 따라서 본 연구에서는 차량에 대한 화재위험성을 다각적으로 평가하기 위해서 연소생성가스에 주안점을 두고 연구를 수행하였다. 연구결과를 살펴보면, 차량내장재의 연기밀도는 624~172, 독성지수는 13.7~2.9인 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.103-108
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• 2011

초임계환경에서 작동하는 케로신/액체산소 동축와류형 분사기의 혼합특성을 수치적으로 연구하였다. 케로신 물성치를 계산하기 위하여 써로게이트 모델이 적용되었다. 난류모델은 LES를 기반으로 하였고, 초임계영역의 상태량을 계산하기위해 SRK 상태방정식, 점성계수와 열전도도에 대하여 Chung이 제안한 고압상태 혼합물에 대한 방정식, 확산계수에 대하여 Fuller 이론에 Takahashi가 제안한 고압상태의 특징을 고려한 식을 적용하였다. 연소실 압력변화에 따른 분사기와 연소실에서의 열역학적 물성치와 혼합특성을 관찰하였다. 또한 분사기의 압력섭동 스펙트럼밀도를 분석하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.168-177
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• 2011

본 연구에서는 현재 상업용으로 가장 많이 사용되고 있는 멀티시스템형 에어컨실외기의 화재 위험성을 평가하기 위하여 에어컨실외기의 실물 연소실험을 수행하였다. 그 결과 에어컨실외기는 내부 폭발과 상부 배출 그릴을 통한 급격한 화염분출 및 화재확산을 보였으며, 이는 실외기 내부에 내장된 전선, 전자 제어판, 열교환용 동판 및 합성수지류 등의 가연물이 연소하고 냉매가스가 충전된 배관이 가열로 인해 파괴되어 냉매가스가 분출되면서 화재폭발과 외부로 화염분출을 가속시켜 일어난 것이다. 본 실험에서 에어컨실외기의 최고 열방출율은 5,830 kW로 나타났으며, 열화상 카메라 및 열전대에 의해 측정된 실외기의 내부 온도는 최고 $1,201^{\circ}C$이고, 외부온도는 최고 $881^{\circ}C$ 이상, 화염의 길이는 약 5 m 이상 상승하였다. 그러므로 에어컨실외기의 화재는 주변 가연물을 발화시키는 원인으로 작용하여 건축물에 2차 화재를 발생시킴으로써 큰 피해를 줄 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실물실험에서 얻어낸 결과는 향후 컴퓨터시뮬레이션에서 에어컨실외기의 화재구현 및 주변 가연물로의 화재 확산 예측에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제13권3호
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• pp.49-53
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• 2009

릴리프시스템은 공정 내에 과압 방지하여 공정의 안전성을 높여주는 역할을 한다. 릴리프 시스템에서 방출되는 폐가스로 인한 폭발, 복사열, 독성가스 확산을 막기 위하여 플레어스택을 설치한다. 플레어스택에서는 공정의 안전성 향상을 위하여 안전한 연소가 가장 중요한 요소이며, 안전한 연소를 위하여 방출되는 가스량과 속도 제어는 API 521 code의 기술기준을 따르며, 플레어스택에서 발생하는 화염의 형상은 방출되는 가스의 압력과 질량유속에 의하여 jet fire의 형상을 하고 있다. 이는 화염의 형상은 완전 연소와 열 방출에 영향을 미치는 요소로 이 논문에서는 화염의 형상을 분석하였다. 화염의 길이는 API code와 jet fire 모델이 유사한 값을 보였으며, 화염은 지면에 더 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.729-732
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• 2010

본 연구는 케로신과 액체산소를 추진제로 사용하는 동축 와류형 분사기를 해석하기 위해 체계적인 물리 모델링을 수행하였다. 먼저 초임계 압력 조건에서 나타나는 실제유체의 열역학 및 전달 물성치를 계산할 수 있는 서브루틴 라이브러리를 구축하였으며, 층류 화염편 해석 코드와 연동하여 케로신 난류연소장의 국소화염구조를 해석하였다. 설계 목적에 맞는 계산 효율성을 확보하기 위해 동축 와류형 분사기는 RANS 기반의 2차원 축대칭 선회 유동으로 해석하였으며, 실험 결과가 존재하는 비연소 동축선회 제트 유동을 통해 예측정확도를 검증하였다. 실제 고압 연소를 수반하는 동축 와류형 분사기의 경우, 기존의 RANS 모델은 급격한 밀도 구배가 수반되는 선회 막 유동의 혼합층에서 과도한 난류확산을 야기하였으며, 난류모델의 수정을 위해 보다 심도 있는 연구가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.75-85
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• 2018

2016년 6월 영국 그렌펠 타워 화재는 외단열에 의한 수직화재확산으로 인한 대표적인 피해사례이다. 외단열 공법에서 많이 사용되는 유기단열재는 단열성능이 좋은 반면 화재에 취약한 단점이 있다. 알루미늄 복합패널을 외벽 마감재로 사용하는 외단열 공법에서 알루미늄 내부에 사용되는 플라스틱은 수직 화재확산의 원인으로 지목되고 있다. 알루미늄복합패널을 외벽에 고정하기 위해 사용되는 철재 프레임 때문에 외벽과 외벽 마감재 사이에 중공층이 형성된다. 외벽에 화재가 발생하면 가연성외벽의 연소뿐만 아니라 단열재로부터 발생된 화염이 중공층을 통해 수직으로 급격히 확산되어 인명 및 재산피해가 발생할 수 있다. 국내의 경우 국토교통부고시 2015 - 744에 의한 소재단위 성능시험이 수행되고 있으며, 영국에서는 실제 규모의 화재시험으로 외벽의 수직화재확산 시간의 측정이 가능한 BS8414 시험이 시행되고 있다. 본 연구에서는 현행 국내 고시 기준으로 적합한 준불연 소재의 알루미늄복합패널을 대상으로 영국에서 시행되고 있는 실규모 외벽화재시험(BS 8414)을 수행하여 수직화재확산에 대한 거동 관찰과 현재 마감재료의 소재단위 평가의 한계를 확인하고자 하며, 실제 규모의 화재 시험을 통한 외벽화재 화재확산 방지를 위한 시스템 도입 필요성 확인하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권1호
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• pp.11-17
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• 2020

성능위주설계의 설계화원 정보는 피난안전성 평가에 직접적인 영향을 미치기 때문에, 실물화재 실험에 근거한 설계화원의 설정이 매우 중요하다. 복합영상관에 대한 성능위주설계의 신뢰성을 개선시키기 위하여, 상영관 의자에 대한 화재실험을 통해 열발생률과 화재확산속도 등의 화재거동에 관한 정보를 제공한다. 이를 위하여 실제 상영관과 유사하게 배열된 다수의 객석 의자가 적용되었다. 주요 결과로서, 객석의자 1개에 대하여 최대 열발생률과 단위 질량당 발열량은 각각 415~988 kW와 15.2~23.8 MJ/kg의 범위를 갖는다. 신형과 구형 객석의자의 평균 단위 질량당 발열량은 각각 23.6 MJ/kg과 16.7 MJ/kg으로 측정되었다. 즉, 신형의자의 증가된 플라스틱 및 쿠션재의 함량으로 인하여, 신형이 구형에 비해 화재위험성이 높은 것으로 확인되었다. 추가로 객석의자가 일렬로 배치될 때, 점화위치와 상관없이 0.39~0.42 m/min의 화재확산속도가 관찰되었다. 마지막으로 복합영상관의 성능위주설계를 위하여 객석의자의 최대 열발생률과 화재성장률로 구성된 화재성장곡선이 제안되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권3호
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• pp.141-149
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• 2020

한국산업표준(KS)은 발포 플라스틱 제품에 대하여 소형화염에 의한 수평 연소성의 측정 방법 및 시험절차를 규정(KS M ISO 9772:2018)하고 측정 결과에 대한 압출법 단열판(이하 XPS)의 자기소화성과 관련한 성능 및 기준을 KS 규격(KS M 3808:2020)에서 규정하고 있다. KS 규격에 적합함을 인증 받은 제품은 연소성(이하 '자기소화성')을 가지고 있어야 함에도 공사현장에서 용접불티 등에 의해 착화 및 확산되어 대량의 인명과 재산 피해가 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 KS 인증을 받고 시중에 판매 중인 5개사의 XPS 단열재를 구입하여 공사현장에서 발생되는 용접불티에 의한 착화 및 확산 여부를 실험하였다. 실험결과, 5개사의 제품 중 3개사는 성능의 차이는 있으나 자기소화성이 있는 것으로 확인되었으나, 2개사는 쉽게 착화 및 확산되어 자기소화성이 있다고 보기 어려웠다. 동종의 제품에 대하여 KS 규정에 따른 실험결과, 용접불티에 의해 착화되었던 제품 2종을 포함한 총 3종의 제품이 KS M 3808에서 규정한 자기소화성이 없는 것으로 확인되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.915-921
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• 2020

연소실 내 공조현상으로 인해 발생되는 열음향 불안정성은 안정적인 연소시스템을 구현하기 위해 해결해야 하는 고질적인 문제로 제기되어 왔다. 열음향 불안정성은 크게 1차 2차 열음향 불안정성으로 나뉘며, 본 연구에서는 열음향 불안정성 중 2차 열음향 불안정성의 천이에 관해 열손실이 미치는 영향에 대한 실험적 연구를 진행하였다. 2차 열음향 불안정성을 발생시키기 위해 한쪽 끝이 열린 1/4 파장 공명기를 채택하여 수직으로 설치하였고, 공명기 내부에는 예혼합 가스를 주입하였다. 또한 공명기 상단으로 발생하는 열손실 효과를 비교하기 위해 추가적으로 외부 동축류 관을 설치하였다. 연료 농후조건의 예혼합 가스만을 채택하여 주입하였기 때문에 동축관에 주입되는 기체에 따라 공명기 상부에 추가적인 확산화염이 형성될 수 있다. 그 결과 확산화염이 발생되었을 경우 공명기 상단으로의 열손실이 감소하며 2차 열음향 불안정성이 발현되었으며, 확산화염이 억제되어 공명기 상단으로의 열손실이 증가하였을 경우 2차 열음향 불안정성의 발현이 억제되는 결과를 도출하였다.