• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권10호
• /
• pp.631-639
• /
• 2023

돌발가뭄(Flash drought, FD)은 기존 가뭄과는 달리 급작스러운 발생이 대표적인 특징으로, 즉각적인 수분 스트레스를 유발하여 생태계에 주요한 영향을 미친다. 보다 효과적인 돌발가뭄의 모니터링을 위해서는 돌발가뭄의 특징과 원인에 대한 보다 종합적인 이해가 필요하다. 이에, 본 연구에서는 Global Land Data Assimilation System (GLDAS) 자료를 사용하여 2012년부터 2022년 사이 한반도 전역에서 발생한 돌발가뭄에 대해 분석하고자 하였다. 스트레스 기반 탐지 기법인 표준 증발 스트레스 비율(Standardized Evaporative Stress Ratio, SESR)의 변화를 바탕으로 돌발가뭄을 탐지하였으며, 발생 빈도와 기간에 대해 분석하였다. 또한, 탐지된 돌발가뭄 사건들을 실제 증발산(Actual Evapotranspiration, AET)과 잠재 증발산(Potential Evapotranspiration, PET)의 변화를 기반으로 세 가지 케이스로 분류하였으며, 각 케이스 별 발생 특성 및 공간 분포에 대해 분석하였다. 그 결과, 돌발가뭄의 발생 빈도와 기간에 지역적인 편차가 있는 것을 확인하였으며, 평균 빈도는 6.4회, 평균 발생 기간은 31일로 나타났다. 일반적인 돌발가뭄인 Case 1, AET의 감소가 주 원인이 되어 발생한 Case 2, PET의 증가에 의해 발생한 Case 3으로 돌발가뭄 사건들을 분류하였을 때, 한반도에서는 Case 1 돌발가뭄이 1,448건으로 가장 많이 발생했으며, Case 2 돌발가뭄이 Case 3 돌발가뭄보다 약 1.5배 더 많이 일어난 것을 확인할 수 있었다. Case 2 돌발가뭄은 수분 제한 조건(water-limited condition)에서 발생하여 AET와 PET가 모두 감소하는 결과로 이어졌으며, Case 3 돌발가뭄은 에너지 제한 조건(energy-limited condition)에서 발생한 이후 AET와 PET가 모두 증가하였다. Case 2 돌발가뭄은 주로 북서부와 중남부에 위치한 농경지에 영향을 주었으며, Case 3 돌발가뭄은 산지에 해당하는 동부에서 집중적으로 발생하였다. 본 연구의 결과들은 기후 요소, 토지피복 및 수분 가용성을 고려한, 돌발가뭄에 대한 이해를 돕고, 보다 효과적인 가뭄 대응 방안 수립에 기여할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.62-68
• /
• 2014

화재모델링 결과를 이용한 신뢰성이 확보된 피난안전설계를 위해서는 화재감지기 모델들의 높은 예측성능이 필수적으로 요구된다. 본 연구의 목적은 대표적인 화재모델인 FDS에 적용된 광전식 연기감지기의 정확한 작동 개시시간을 예측하기 위한 입력정보를 측정하는 것이다. 이를 위해 화재감지기의 장치특성을 측정할 수 있는 fire detector evaluator(FDE)가 사용되었으며, 스포트형 광전식 연기감지기에 대한 Heskestad 및 Cleary 모델의 입력정보가 얻어졌다. 또한 일반적으로 사용되는 FDS의 기본 값과 측정된 값이 적용된 연기감지기의 작동 개시시간을 정량적으로 비교하였다. 주요 결과로써, Heskestad 모델은 Cleary 모델에 비해 광전식 연기감지기의 작동 개시시간 예측에 부정확한 결과를 초래할 수 있다. 또한 본 연구에서 검토된 광전식 연기감지기의 장치물성은 FDS에 적용된 기본 값과 매우 명확한 차이를 가지며, 장치물성의 변화에 따라 연기감지기 작동 개시시간 또한 매우 큰 차이가 보였다.

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

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.92-97
• /
• 2016

본 연구는 필드모델에서 소모된 연료에 기초하여 화학적 화염높이를 산정하기 위한 방법을 검토하고자 한다. 높이 방향으로 HRRPUL의 누적값과 연료농도에 따른 계산 알고리즘을 FDS 해석결과에 적용하였으며 평균화학적 화염높이는 알고리즘을 적용한 순간화염높이의 시간평균을 통해 산정하였다. 연료농도에 기초한 평균화염높이는 HRRPUL의 누적값에 의해 계산된 화염높이와 10% 이내의 상향예측범위에서 일치된 결과를 보였다. 이러한 연구는 전산화재해석모델에서 정량적인 화염높이를 산정하고 보다 상세한 화재거동특성을 이해하는데 기여하고자 한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.1319-1324
• /
• 2007

Many researches have been performed to analyze the smoke movement in tunnel fires by using field model. Recently, FDS(Fire Dynamics Simulator) v.4, which is one of the field model and developed from NIST(National Institute of Standards and Technology), is widely used. In tunnel fires, FDS can show detail results in local point, but it has difficulties in boundary condition and taking long computing time as the number of grid increases. So, there is a need to use alternative method for tunnel fire simulation. A zone model is different kind of CFD method and solves ordinary differential equation based on conservation and auxiliary equations. It shows good macroscopic view in less computing time compared to field model. In this study, therefore, to confirm the applicability of CFAST in tunnel fire analysis, numerical simulations using CFAST are conducted to analyze smoke movement in longitudinal ventilation reduced-scale tunnel fires. Then the results are compared with experimental results. The differences of temperature and critical velocity between numerical results and experimental data are over $30^{\circ}C$ and 0.9m/s, respectively. These values are out of error range. It shows that CFAST 6.0 is hard to be used for tunnel fire simulation.

• 동력기계공학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.25-33
• /
• 2009

In the present study, the numerical investigation has been carried out to see the effects of water mist sprays on the fire suppression mechanism. The special-purposed program named as FDS was used to simulate the interaction of fire plume and water mists. This program solves the fire-driven flows using LES turbulence model, the mixture fraction combustion model, the finite volume method of radiation transport for a non-scattering gray gas, and conjugate heat transfer between wall and gas flow. The computational domain was composed of a rectangular space dimensioned as $L{\times}W{\times}H=4.0{\times}4.0{\times}2.5\;m^3$ with a mist-injecting nozzle installed 1.0 m high from the fire pool. In this paper, two types of nozzles were chosen to compare the performance of the fire suppression. Numerical results showed that the nozzle, type A, with more orifices having smaller diameters had poorer performance than the other one, type B because the flow injected through side holes deteriorated the primary flow. The fire-extinguishing time of type A was 2.6 times bigger than that of type B.

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

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.1-6
• /
• 2004

본 연구에서는 터널 화재 시 종횡비에 따른 연기의 거동 특성을 파악하기 위하여 화재 전용 해석 코드인 FDS 3.0을 이용하여 수치해석 하였다. 수치해석 결과를 실험 결과와 비교하여 FDS의 터널 화재 적용 가능성을 검증하였으며, 실험 값과 비교한 결과 1$0^{\circ}C$이내의 범위에서 비교적 잘 일치하였다. 속도 분포를 이용한 연층의 경계높이의 예측 값이 실험과 약 3%의 오차를 보였으며 온도장과 속도장의 해석을 통해 터널내 연기의 거동을 확인하였다. 종횡비의 변화에 따른 결과도 잘 일치하였으며, 종횡비가 증가할수록 화원 부근에서는 온도가 낮지만 연기가 퍼져나가면서 폭방향으로의 열손실 감소로 인해 온도 감소율은 줄어들었다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.52-57
• /
• 2014

본 연구는 건축 구조물의 방화 등으로 인해서 발생한 가연물의 연소현상을 분석하여 화재발생 시점을 예측하기 위한 기초 방안을 제시하였다. 이를 위해서 계단실 화재사고 사례로부터 가연물을 인터폰 개별현관기(이하 '인터폰'으로 표시)로 선정하고 룸코너시험기(room corner test equipment)에서 화재실험을 실시하여 시간 변화에 따른 발열량을 산출하였으며, 화재시뮬레이션 프로그램인 fire dynamics simulator (FDS)를 사용하여 화재성상 변화에 따라서 발화지점 하층부로 연기가 유입되는 시간을 비교하였다. 그 결과 가연물이 ABS 재질로 구성된 인터폰은 계단실 총 체적 공간 $291.3m^3$, 바닥면적 $23.3m^2$, 층간 높이 2.5 m인 경우 발화원의 열 유속 및 환경 조건에 따라서 최대 4.93배 정도 연기 유입 시간이 차이가 나는 것을 확인하였다. 본 연구는 가연물의 열화학적 특성 변화를 고려한 실험 자료를 해석모델에 적용하여 화재감식을 분석적으로 판단하는데 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.74-81
• /
• 2016

본 연구의 목적은 원자력발전소 주제어실 화재시 운전원의 거주성을 평가하는 것이다. 운전원의 거주성 분석을 위해 FDS v.6.0을 사용하였으며 이를 통해 주제어실 화재 시 배연성능과 운전원의 거주성에 있어 도출되는 문제점을 확인하였다. 본 연구에서는 공조환기설비의 운전조건을 핵심변수로 지정하고 그에 따라 3가지 시나리오로 분류하였다. 수치해석결과, Case 1(공조설비 작동시)의 경우가 연기온도, 복사열, 광학밀도 및 연기층높이에 의한 영향이 가장 심각한 것으로 나타났다. 이에 반해, Case 2(공조설비 미작동시)와 Case 3(공조설비 미작동시 풍량 1.5배 증가 시)는 Case 1보다 더 안전한 것으로 나타났다. 약 820초경 연기온도를 확인한 결과, Case 1이 Case 2와 Case 3보다 약 63% 정도 더 높게 나타났다. 복사열에 의한 영향도 Case 1에서 가장 높게 나타나, Case 2 및 Case 3와는 최대 약 68% 이상의 차이를 보였다. 분석결과를 통해, 주제어실의 공조환기설비는 배연성능에 큰 영향을 미쳐 운전원 거주안전을 지키기 위한 주요 인자인 것을 확인하였다. 다만, 급기구와 배연구가 천정부에 동시에 설치되어 있어 Case 2와 Case 3의 경우 연기층높이에 있어 불연속적 패턴을 나타냈다.