• 의료ㆍ복지 건축 : 한국의료복지건축학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.7-14
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• 2014

Purpose: In this study, we performed ventilation simulations for a standard isolation ward including three intensive care rooms, one anteroom(buffer room), and its recommended ventilation equipments. The purpose of this study is to predict outflow of pathogenic bacteria from patient breath to verify the reliability and the safety of the isolation ward. Methods: We suppose three scenarios of the movement of medical staff. The leakage of patient's breath to out of the ward is predicted in these scenarios using CFD simulations. Results: The patient's breath leakage rate to out of the ward in scenario 1 according to room air changes per hour(ACH : 6 and 12) is predicted to be 0.000057% and 0.00002%, respectively. The patient's breath leakage rate to out of the ward in scenario 2 according to room air changes(ACH : 6 and 12) is predicted to be 0.00063% and 0.00019%, respectively. The patient's breath leakage rate to out of the ward in scenario 3, which is the worst case(6 room air changes) is predicted to be 0.1%. Implications: Through the ventilation simulation like that in this study, the reliability and the safety on isolation performance of various plan of isolation ward are predicted quantitatively.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.57-65
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• 2024

내화 구조물에서는 환기 계수, 재료 탄성 계수, 항복 강도, 열팽창 계수, 외력 및 화재 위치에서 불확실성이 관찰된다. 환기 불확실성은 화재 온도에 영향을 미치고, 이는 다시 구조물 온도에 영향을 미친다. 이러한 온도는 재료 특성과 함께 불확실한 구조적 응답으로 이어지고 있다. 화재 시 구조적 비선형 거동으로 인해 몬테카를로 시뮬레이션을 사용하여 화재 취약성을 계산하는데, 이는 시간이 많이 소요된다. 따라서 머신러닝 알고리즘을 활용해 화재 취약성 분석을 예측함으로써 효율성을 높이고 정확성을 확보하려는 연구가 진행되고 있다. 이 연구에서는 화재 크기, 위치, 구조 재료 특성의 불확실성을 고려하여 철골 모멘트 골조 건물의 화재 취약성을 예측했다. 화재 시 비선형 구조 거동 결과를 기반으로 한 취약성 곡선은 로그 정규 분포를 따른다. 마지막으로 제안한 방법이 화재 취약성을 정확하고 효율적으로 예측할 수 있음을 보여주었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.29-39
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• 2017

본 연구에서는 3면이 지중과 접하는 형태의 전력구에서 온도상승을 방지하기 위한 환기시스템 설계에 필요한 벽면에서 열전달계수 등 열설계 자료를 수치해석적인 방법으로 검토하였다. 수치해석 모델은 터널 벽체에서의 열전달을 고려하기 위해서 전력구의 터널의 라이닝을 포함하는 것으로 모델링하였으며, 전력구에 설치되는 전력케이블의 발열량(117~468 kW/km), 전력구내 풍속(0.5~4.0 m/s)에 따른 터널내 공기온도 및 벽체온도, 벽체를 통한 발열량을 CFD시뮬레이션에 의해서 구하였다. 또한 해석결과로부터 벽체열전달계수를 계산하고 환기구간의 터널내 공기온도를 유지하기 위한 한계거리를 검토하였다. 벽체표면에서 대류열전달계수는 입구영역에서는 불안정한 변화를 보이나 약 100 m정도의 이후에는 일정한 값에 수렴한다. 터널벽체열전달계수는 풍속에 따라 $3.1{\sim}9.16W/m^2^{\circ}C$정도이며, 이를 무차원식으로 표현하면 $Nu=1.081Re^{0.4927}({\mu}/{\mu}_w)^{0.14}$이 된다. 열저항 해석기법에 의해서 터널내 온도 예측방법을 제시하였으며, 약 3%이내의 편차로 예측이 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.625-632
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• 2018

본 연구는 최근 자원고갈 문제에 따른 에너지 절감을 바탕으로 총 에너지 수요에서 높은 비중을 차지하고 있는 건축물 에너지의 수요 감축에 목적을 두었고 국내에서 에너지절약형 건축물 설계를 위해 고시한 단열기준을 보다 효과적으로 조정하기 위한 보완점을 제시하고 에너지절약형 고단열, 고기밀 건축물의 쾌적성 유지의 한계점을 추가 보완하고자 야간외기 환기시스템을 도입하며 종합하여 최종 저에너지건축물 설계모델을 제시하였다. 먼저, 단열성능의 효과적 조정 모델은 건축물의 각 경사면별로 다르게 조정하여 각각의 수요 민감도를 충분히 고려할 수 있는 방법을 제시하고, 야간외기 도입 모델의 경우 건축물의 에너지 성능을 최대로 할 수 있는 모델을 선정하였다. 두 가지 모델을 결합한 최종 저에너지건축물 모델은 결과적으로 대상 건축물의 남, 북의 경사면 단열을 강화한 모델과 야간외기를 통한 환기 시스템을 단시간 운전한 모델이었으며 국내 단열기준에 의거한 Base 모델과 비교할 때 약 6~7%의 절감효과를 보였다. 따라서, 본 연구에서 제시하는 효과적 단열조정법과 야간외기 도입은 저에너지건축물 모델 설계에 있어 수요 민감도 분석 선행의 필요성을 환기시키는 점에서 시사점이 높고 대상 건축물의 건물에너지 수요를 저감할 수 있는 설계모델로 활용도가 높을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.887-895
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• 2019

인구 초과밀화 현상이 심해지고 있는 국내 수도권 및 대도시에서 발생되고 있는 교통문제 해결을 위해 지하도로 개발 사업이 늘어나고 있으며, 시공성과 경제성의 이점을 가지는 복층터널 기술을 적용하여 다수의 지하도로를 계획하고 있는 추세이다. 복층터널은 하나의 굴착단면을 두 개로 나눠 상하행선으로 사용하는 방식으로 대부분 층고가 낮아 소형차량 전용도로로 사용되고 있는 실정이다. 또한, 이러한 소단면 특성으로 인해 환기 및 방재 측면에서도 일반 도로터널과 상이한 특성을 가지게 된다. 본 연구에서는 복층터널과 같이 층고가 낮은 소단면 터널에 반횡류식 환기방식의 하나인 대배기구 방식을 적용한 운영안을 제시하고 FDS 시뮬레이션을 통해 화재발생 위치와 대배기구 배연 방식 등에 따른 배연 특성을 비교하여 분석하였다. 그 결과 균일배기와 달리 대배기구를 이용하여 집중배연시 연기의 확산지연 효과가 최대화 되고 연기가 화재지점 상하류 50 m안에 제한시킬 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.168-178
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• 2012

본 연구는 업무용 건물에 적용되는 이중외피의 성능을 설계단계에서 평가할 수 있는 정량적인 평가방법을 정립하기 위한 기초적인 평가 수행을 목적으로 하였다. 이를 위하여 평가대상 건물을 선정하여 이중외피 적용을 위한 설계안에 대하여 이중외피 적용 전후의 연간 냉난방 부하를 동적 열부하 해석 프로그램을 이용하여 수행하였으며, 보다 현실적인 평가 결과의 도출을 위하여 CFD를 활용한 풍압계수 도출 및 이를 적용한 환기량 해석을 병행하였고, 이중외피의 환기구 및 중공층 내부의 차양 제어를 위한 모드 설정 및 제어를 통하여 이중외피의 적용 및 제어에 따른 효과를 보다 현실적으로 수행할 수 있는 기법을 제안하였다. 이를 통하여 대상 건물에 대한 이중외피 적용에 따른 연간 냉난방부하를 해석하여 적용 효과를 정량적으로 도출할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 이중외피의 형태에 따른 중공층 환경 변화를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.405-421
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• 2018

현재 국내터널에 적용중인 벽면마찰계수는 단순히 외국의 연구결과를 인용하여 사용하고 있는 실정이다. 또한 기존 선행연구들에서는 속도감쇄법을 이용하여 벽면마찰계수를 추정하였으나, 터널 내 수렴풍속이 음수(-)이거나 자연풍의 변화가 있는 경우에는 벽면마찰계수에 대한 추정이 어려운 점이 있었다. 이에 따라 본 연구에서는 기존 속도감쇄법과 더불어 동적 시뮬레이션기법을 적용하여 벽면마찰계수를 추정하였다. 분석결과, 총 9개 터널(양방향 18개 튜브)에 대한 터널 내 마찰계수는 0.011~0.025 정도로 분석되었으며, 평균값은 0.020로 추정되었다. 또한, 본 연구를 통해 정량적으로 획득한 벽면마찰계수를 현재 적용중인 설계기준과 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.797-802
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• 2012

본 연구에서는 두 대의 히트펌프를 이용하여 $60^{\circ}C$의 난방 공급을 하는 경우에 대하여, 병렬운전을 할 경우의 성능과 직렬운전을 할 경우의 성능을 서로 비교함으로써, 직렬운전에 의한 성능 향상 가능성을 연구하였다. 두 경우의 성능을 공정하게 비교하기 위하여, 히트펌프를 구성하는 열교환기의 전열면적을 고정하였으며, 부하측 및 열원측의 입구 유량 및 온도 조건을 고정하였다. 또한, 보다 현실적인 결과를 위하여 열교환기 내 열전달 및 압력강하 특성을 고려하였다. 시뮬레이션 결과, 직렬운전 시스템의 난방성능계수가 병렬운전 시스템의 난방성능계수에 비해 본 연구의 시뮬레이션 조건 하에서 약 5% 향상 될 수 있음을 관찰하였다.

• 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.

• KIEAE Journal
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• 제16권2호
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• pp.79-85
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• 2016

Purpose: It is difficult to calculate frame U-value because of the two reason. First is selection of air properties in cavity. Second is calculation method in window frame. For this reason, it is important to decide cavity properties in window frame. However, international standards offered different method(ISO 15099, ISO 10077) and air properties was changed according to the two methods. The aim of this study was to suggest method for deriving accurate frame U-value using international standard methods and CFD simulation. Method: First, this study conducted analysis calculation method of ISO 15099 and ISO 10077. And, CFD simulation conducted based on same condition. Finally, ISO calculation and CFD simulation results were verified through comparison with real experiment results. Result: The results show that effective conductivity of ISO 15099 was the highest value. ISO 10077 and CFD result followed. The convergent values of ISO 10077 was the highest. ISO 15099 and CFD followed. ISO calculation reflecting CFD simulation results will reduce error with experimental results.