• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.313-322
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• 2019

교량에서의 화재는 최근까지도 빈번하게 발생되고 있으며, 특히 케이블교량에서 화재가 발생될 시 케이블에 높은 온도상승으로 인해 케이블에 손상 및 파단이 발생될 수 있다. 본 연구에서는 케이블교량에서 발생될 수 있는 화재 시나리오를 설정하였다. 또한 실물차량 화재실험 결과를 토대로 화재강도모델을 제안하여 대상교량 케이블의 열전달 해석을 수행하였다. 해석 결과 단면적이 작은 케이블에서 더 높은 온도상승이 발생되며, 유조차를 제외한 차종의 경우 내화 성능 기준을 초과하지 않는 결과를 나타내었다. 유조차 화재의 경우 갓길에서 발생될 때 최소 단면적 케이블에서 내화 성능 기준을 초과하는 결과를 보이며, 기준을 초과하는 케이블의 높이는 약 14m로 나타나 이에 따른 대책 및 내화 보강의 필요성을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 케이블교량에서 화재가 발생될 때 케이블의 온도변화에 대한 간접적인 평가가 가능한 것을 확인하였으며, 향후 화재 발생 시 바람에 영향을 고려한 열전달 해석과 케이블의 온도상승 시 교량의 사용성에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국분무공학회지
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• 제16권4호
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• pp.186-194
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• 2011

This study performed the numerical analysis of the internal nozzle flows including cavitation phenomena by using the automated body-fitted grid generator and the multi-fluid model. The effect of grid refinement and the validation of multifluid model were investigated using four computational meshes under two test conditions. The mesh #3 was chosen as the optimum which can reduce the computational time and have good prediction ability to identify the cavitation region simultaneously. In addition, the computed results using multi-fluid model were compared with the reference experimental observations and numerical simulation results using homogeneous equilibrium model. From the distribution of volume fraction and velocity field, the multi-fluid model predicted the internal nozzle flows well when the liquid quality parameters were selected as $1.0{\times}10^{12}$ for initial number density and 25 ${\mu}m$ for bubble diameter.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.80-83
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• 2008

The characteristics of the spread of a forest fire are generally related to the attributes of combustibles, geographical features, and meteorological conditions, such as wind conditions. The most common methodology used to create a prediction model for the spread of forest fires, based on the numerical analysis of the development stages of a forest fire, is an analysis of heat energy transmission by the stage of heat transmission. When a forest fire breaks out, the analysis of the transmission velocity of heat energy is quantifiable by the spread velocity of flame movement through a physical and chemical analysis at every stage of the fire development from flame production and heat transmission to its termination. In this study, the formula used for the 1-dimensional surface forest fire behavior prediction model, derived from a numerical analysis of the surface flame spread rate of solid combustibles, is introduced. The formula for the 1-dimensional surface forest fire behavior prediction model is the estimated equation of the flame spread velocity, depending on the condition of wind velocity on the ground. Experimental and theoretical equations on flame duration, flame height, flame temperature, ignition temperature of surface fuels, etc., has been applied to the device of this formula. As a result of a comparison between the ROS(rate of spread) from this formula and ROSs from various equations of other models or experimental values, a trend suggesting an increasing curved line of the exponent function under 3m/s or less wind velocity condition was identified. As a result of a comparison between experimental values and numerically analyzed values for fallen pine tree leaves, the flame spread velocity reveals has a error of less than 20%.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.501-504
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• 2010

In this study, fire behavior for subway coach fire in the 1/10 reduced scale model is analyzed using numerical analysis method (FDS). The size of the reduced model coach is 1.9 m long, 0.290 m high and 0.235 m. The simulation is carried out only one-sided four doors of the coach are opened. A fire source is the n-heptane pool fire with a mean heat release rate 2.33 kW. Smoke temperature, heat release rate and mass loss rate for the model are calculated.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.609-613
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• 2008

The fire whirl occurring by the instability of atmosphere is a rare phenomenon, but highly destructive because it has high inhalation and lift force, caused by the rotating velocity. And it is difficult to extinguish the fire, because of increment of the spread rate with the flame height. In this study, for investigation of the flow characteristic of fire whirl for various heat release rate, numerical analysis is performed in same conditions with experiments, using the FDS which is developed at NIST. For validating of the numerical study, the results are compared with the experiment. The result shows that the relation between the characteristic length and the ratio of circulation versus the buoyancy force is $z_f$/D$^{\ast}$ = 0.304(${\Omega}/{\alpha}$)^2 - 1.334${\Omega}/{\alpha}$ + 5.516.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권2호
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• pp.129-149
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• 2010

The objective of this study is to formulate a general 3D material-structural analysis framework for the thermomechanical behavior of steel-concrete structures in a fire environment. The proposed analysis framework consists of three sequential modeling parts: fire dynamics simulation, heat transfer analysis, and a thermomechanical stress analysis of the structure. The first modeling part consists of applying the NIST (National Institute of Standards and Technology) Fire Dynamics Simulator (FDS) where coupled CFD (Computational Fluid Dynamics) with thermodynamics are combined to realistically model the fire progression within the steel-concrete structure. The goal is to generate the spatial-temporal (ST) solution variables (temperature, heat flux) on the surfaces of the structure. The FDS-ST solutions are generated in a discrete form. Continuous FDS-ST approximations are then developed to represent the temperature or heat-flux at any given time or point within the structure. An extensive numerical study is carried out to examine the best ST approximation functions that strike a balance between accuracy and simplicity. The second modeling part consists of a finite-element (FE) transient heat analysis of the structure using the continuous FDS-ST surface variables as prescribed thermal boundary conditions. The third modeling part is a thermomechanical FE structural analysis using both nonlinear material and geometry. The temperature history from the second modeling part is used at all nodal points. The ABAQUS (2003) FE code is used with external user subroutines for the second and third simulation parts in order to describe the specific heat temperature nonlinear dependency that drastically affects the transient thermal solution especially for concrete materials. User subroutines are also developed to apply the continuous FDS-ST surface nodal boundary conditions in the transient heat FE analysis. The proposed modeling framework is applied to predict the temperature and deflection of the well-documented third Cardington fire test.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.98-104
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• 2007

본 연구는 원자력발전소의 방화지역에 대한 화재위험을 전산유체역학모델인 FDS를 이용하여 평가한 내용이다. 원자로 안전정지를 유지하기 위한 스위치기어실이 화재지역으로 선정되었으며, 화재 시나리오는 가상 화재조건을 기준으로 구성되었다. 본 연구의 주요 목적은 화재 모델링의 주요 입력항목인 열 발생율과 분석 모델 격자 크기를 변경한 경우 프로그램에 의하여 나타나는 결과값의 민감도를 분석하는 것이다. 그 결과는 전산유체역학모델에서 개선이 필요한 항목과 함께 결론에 제시되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.110-116
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• 2009

본 연구는 Double Skin System의 화재 전파 위험성을 전산유체역학모델인 FDS를 이용하여 평가하였다. 화재모델링을 구현하기 위해 오피스 용도의 단위 구획공간을 화재지역으로 선정하였으며, 화재시나리오는 외창으로의 연소확대 위험 분석을 위하여 일반적으로 많이 설치되는 시스템조건들을 Case로 선정하여 분석하였다. 본 연구의 목적은 일반적으로 많이 사용되는 Double Skin System의 설치 간격에 따른 건물상층부로의 화재확대 위험성을 평가하고, 이에 따른 방화대책 등을 수립하는데 있다. 해석 결과, 더블스킨 중간층 간격이 넓을수록 상부층으로 연소확대 영향이 작은 것을 확인할 수 있었으며, 중간층 간격이 1m 미만인 경우는 발화층 상부 2개층으로 연소확대가 예상되므로 층간연소 확대 방지 시스템이 요구됨을 알 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.37-42
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• 2016

본 연구는 화재전파해석 모델을 이용하여 화재 위험성 평가에 적용되는 설계화재 구성의 적용가능성을 파악하고자 한다. 화재전파해석을 위해 열중량분석과 시편연소실험이 수행되었으며 실험에서 얻어진 물성을 FDS 열해리 모델에 적용하여 격자크기에 따른 화재해석을 수행하였다. 해석 결과 전체적인 화재성장특성은 실화재 실험결과와 큰 차이를 보였으나 초기 피크 발열량과 전체 방출 열에너지는 약 30% 이내에서 유사한 예측결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 화재성장율이나 최대발열량 도달시간 등과 같은 화재성장특성을 예측하는데 한계를 보였다. 그러나 지속적인 모델의 개선 및 재료 물성의 상세연구를 통해 설계화재시나리오 구성에 있어서 화재모델의 적용성이 있음을 보여준다.

• 경영과학
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• 제34권1호
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• pp.47-56
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• 2017

We focus on the Real time Fire Scheduling Problem (RFSP), the problem of determining the sequence of targets to be fired at, for the objective of minimizing threatening probability to achieve tactical goals. In this paper, we assume that there are m available weapons to fire at n targets (> m) and the weapons are already allocated to targets. One weapon or multiple weapons can fire at one target and these fire operations should start simultaneously while the finish time of them may be different. We suggest mathematical modeling for RFSP and several heuristic algorithms. Computational experiments are performed on randomly generated test problems and results show that the suggested algorithms outperform the firing method which is generally adopted in the field artillery.