• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.7-15
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• 2018

구획실 내 프로판 가스화재에 대해 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용한 수치계산을 수행하고 실험과의 비교를 통해 적용된 연소모델 예측성능을 평가하였다. 검토된 연소모델은 FDS v5.5.3의 혼합분율 연소모델과 FDS v6.6.3의 Eddy Dissipation Concept (EDC) 모델이며, EDC 모델에서 화학반응기구는 1-step Mixing Controlled, 2-step Mixing Controlled, 3-step Mixing Controlled 및 Mixing Controlled 반응과 유한화학반응이 혼합된 3-step Mixed 반응을 적용하였다. 구획실 내부의 온도에 대해서는 각 연소모델들 간의 예측성능 차이는 그다지 크지 않음을 확인하였다. 연소모델 차이에 의한 $O_2$와 $CO_2$ 농도에 대한 예측성능 차이보다는 CO에 대한 예측결과 차이가 크게 나타났다. CO 농도에 대해서는 EDC 3-step Mixing Controlled 모델이 가장 높게 예측하며 혼합분율 연소모델은 실험보다는 낮게 예측하였다. EDC 3-step Mixed 모델이 가장 예측성능이 좋았지만 EDC 2-step Mixing Controlled 모델도 충분히 합리적인 수준으로 예측하고 있음을 확인하였다. EDC 1-step Mixing Controlled 모델에 기존에 제안된 CO 수율을 적용할 경우 CO 농도에 대해서 너무 과소 예측하며 CO 예측 정확도를 높이기 위해 수율을 높이면 $CO_2$ 농도에 대한 합리적인 예측이 어려워지는 문제점이 있었다.

• 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.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권3호
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• pp.115-122
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• 2009

Numerical methods are applied to simulate the smoke behavior in a ventilated tunnel using large eddy simulation (LES) which is incorporated in FDS (Fire Dynamics Simulator) with proper combustion and radiation model. In this study, present numerical results are compared with data obtained from experiments on pool fires in a ventilated tunnel. The model tunnel is $182m(L){\times}5.4m(W){\times}2.4m(H)$. Two fire scenarios with different ventilation rates are considered with two different fire strengths. The present results are analyzed with those from LES without combustion and radiation model and from RANS ($\kappa-\epsilon$) model as well. Temperature distributions caused by fire in tunnel are compared with each other. It is found that thermal stratification and smoke back-layer can be predicted by FDS and the temperature predictions by FDS show better results than LES without combustion and radiation model. The FDS solver, however, failed to predict correct flow pattern when the high ventilation rate is considered in tunnel because of the defects in the tunnel-inlet turbulence and the near-wall turbulence.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.7-14
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• 2018

본 연구에서는 방화막 및 자연배출구 면적이 공연장 무대 화재 시 연기 거동에 미치는 영향에 대해 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용하여 전산시뮬레이션(Numerical simulation)을 수행하였다. 공연장의 무대 크기는 폭 31 m, 깊이 34 m, 높이 32 m로 설정하였고, 자연배출구 면적은 무대 바닥면적의 약 10%, 약 8%, 약 5%, 약 1%로 하였다. 방화막은 프로시니엄(Proscenium) 벽과 0.5 m 이격하여 설정하였다. 방화막과 자연배출구 면적은 객석으로의 연기유출, 자연배출구 및 프로시니엄 개구부를 통한 유입 및 유출 질량 유량에 지대한 영향을 미치는 것으로 관찰되었고, 동일한 자연배출구 면적 조건에서 방화막이 설치된 경우가 미설치된 경우에 비해 무대 내 압력이 더 낮은 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.43-51
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• 2017

본 연구에서는 화재 수치계산에 사용하기 위한 새로운 디자인 화재곡선을 제안하였다. ISO 9705 구획실 내 형성된 옥탄과 헵탄연료 풀화재에 대해 기존에 제안된 2차곡선과 지수함수 형태의 디자인 화재곡선과 새롭게 제안된 디자인 화재곡선을 적용한 Fire Dynamics Simulator (FDS) 수치계산을 수행하였다. 여기서 얻어진 수치계산 결과와 실험에서 측정한 온도와 $O_2$, $CO_2$ 변화와 비교하여 디자인 화재곡선의 예측성능을 평가하였다. FDS 계산과 실험결과의 비교를 통해 2차곡선과 지수함수 형태의 디자인 화재곡선을 적용했을 때는 측정된 온도보다도 훨씬 완만하게 증가하고 감소하는 것을 알 수 있었다. 그러나 새로 제안한 2가지 디자인 화재곡선은 기존 디자인 화재곡선보다는 급격히 상승하여 실험결과에 좀 더 유사하게 나타나는 것으로 확인되어 실용적 관점에서 수치계산에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제23권4호
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• pp.30-35
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• 2008

The present study has been conducted to examine the effect of grid resolution on the predicted results for electric cable fire using pyrolysis model in FDS(Fire Dynamics Simulator, version 5). The grid independent test for different grid resolutions has been performed for a PE coating cable and the grid resolution is defined by the non-dimensional characteristic length of fire and mean grid size. The calculated maximum heat release rate and mean flame spread rate were almost constant for higher grid resolution of 20${\sim}$25 and the computing time for the grid resolution takes approximately 20hours to solve flame propagation with pyrolysis model. The geometrical simplification of a electric cable dose not greatly affect on the maximum heat release rate and flame spread rate and the rectangular approximation of cable shape gives acceptable result comparing with the round cable with stepwise grid.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.290-293
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• 2008

In this study, the Computational Fluid Dynamics (CFD) has been used to analyze the smoke movement and the carbon monoxide concentration distribution, both vertically and longitudinally, in a compartment, based on conservation laws. The Fire Dynamics Simulator (FDS) developed by National Institute of Standards and Technology (NIST) was used for numerical simulations using Reynolds averaged Navier-Stokes equations (RANS) model to solve for time-averaged properties. Results show, as a function of time, a detailed distribution of temperature and carbon monoxide concentration changing against the height above the floor and those changes alongside the distance away from the fire source. Fire-induced smoke and toxic gases like CO are more dangerous in a confined space. The result of study may contribute in designing the smoke evacuation system based on the precise tenable condition.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권4호
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• pp.1157-1166
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• 2021

In this study, a numerical sensitivity analysis was performed to determine the fire suppression time for a large number of water mist nozzles in a large fire compartment. Fire simulations were performed using FDS (Fire dynamics simulator) 6.5.2 under the same condition as the test scenario 5 of the International Maritime Organization (IMO) 1165 test protocol. The sensitivities of input parameters including cell size, extinguishing coefficient (EC), droplets per second (DPS), and peak heat release rate (HRR) of fuel were investigated in terms of the normalized HRR and temperature distribution in the compartment. A new method of determining the fire suppression time using FDS simulation was developed, based on the concept of the cut-off time by cut-off value (COV) of the heat release rate per unit volume (HRRPUV) and the cooling time by the HRR cooling time criteria value (CTCV). In addition, a method was developed to determine the average EC value for the simulation input, using the cooling time and cut-off time.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.103-109
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• 2009

본 연구에서는 환기부족 조건의 구획화재에 대하여 FDS(Ver. 5.2)를 이용하여 수치해석을 수행하였고 열적 특성 및 연소 가스 생성 특성에 대한 예측성능을 평가하였다. ISO-9705 표준화재실의 2/5 크기 모형에 대한 메탄 및 헵탄, 톨루엔 화재를 모사하였으며 고온 상층부의 온도, 연소가스 농도 등에 대하여 기존의 실험 결과와 비교하였다. 실험결과와의 비교를 통해 FDS가 천정의 온도와 과환기 조건의 혼합분율의 예측에 있어서 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 그러나 화재 크기에 비해 산소의 유입량이 충분치 않은 환기부족 조건에서는 일산화탄소 및 그을름의 발생량을 실험값에 비해 크게 하향 예측하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.40-52
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• 2012

본 논문에서는 원자력발전소의 모터제어반 스위치기어실 화재 모델링에 대한 입력변수 불확실성 분석을 수행하였다. 화재모델링은 FDS 5.5를 사용하였고 FDS 입력변수 램던 샘플링은 라틴하이퍼쿠브 몬테칼로 방법을 이용하였다. 본 연구에서 수행한 입력변수 불확실성 분석 결과를 비교하기 위해 NUREG-1934의 화재모델링 결정론적 불확실성 분석과 민감도 분석 방법을 이용한 분석도 수행하였다. 분석결과, 본 연구의 모터제어반 스위치 기어룸 화재 모델링에 대한 입력변수 불확실성 분석방법이 NUREG-1934의 방법보다 보수적인 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.