• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.153-159
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• 2010

본 연구는 국내 고층건물 특별피난계단 부속실에 급기가압 제연시스템이 설치되어 있음에도 불구하고 화재 발생 시 피난을 위하여 출입문이 개방되었을 경우 형성되는 방연풍속의 기류가 거실 방향으로 정상적으로 형성되지 않고 부속실로 역류되는 사실을 설치 현장의 실측과 CFD기반 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 그 내용을 보면 방연풍속의 기류 특성은 부속실의 면적이 작을 경우 심하게 출입문 상부로 기류가 역류되었다. 시뮬레이션 결과 급기댐퍼의 날개각도가 45도 상향인 경우는 출입문 하단부에 일부 역기류 현상이 발생하였지만 상단부에서는 기류분포가 양호하였다. 부속실 면적이 $4m^2$인 경우는 출입문에서 거실방향으로 정상적인 기류 분포를 보였다. 이러한 상황에서 부속실 면적이 작게 설계될 경우 성능위주 설계를 실시하여야 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.31-39
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• 2013

원자력발전소의 강제 환기가 적용된 밀폐된 다중구획에서 실규모 pool 화재를 모사하기 위하여 FDS가 적용되었다. FDS의예측성능은 수치결과와 OECD/NEA 화재실증실험 국제공동연구 프로젝트(PRISME)를통해 얻어진 실험결과의비교를 통해 평가되었다. 단순한 연소모델의 적용으로 발생되는 FDS의 본질적인 한계를 제외하고 FDS 수행과정에서 발생된 사용자 의존성에 따른 FDS의 예측결과 차이를 명확히 확인하기 위하여, 과환기 화재조건이 본 연구에서 검토되었다. 특히 강제 환기시스템에서 정확한 경계조건의 중요성이 상세하게 논의되었다. 급기 및 배기를 위한 환기구의 경계조건은 구획 내부의 열 및 화학적특성에 큰 영향을 주고 있음을 FDS 결과를 통해 알 수 있었으며, 정확한 경계조건이 부여된 FDS는 원전 타입의 다중 구획 내부의 온도, 열유속 및 화학종 농도를 정량적으로 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.349-356
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• 2020

ISO 9705 룸코너 시험을 통해 복합소재 고체 가연물의 화재발생시 발생되는 열방출률을 측정하고 화재성장율을 계산하여 Fire Dynamics Simulator (FDS)에서 제공하는 열방출률 예측 모델을 사용자가 시험을 통해 얻어진 질량 소모율을 직접 입력하고 점화원에 의해 가연물의 표면 온도가 점화 온도에 도달하게 되면 정해진 연료를 소모하게 됨으로써 열방출률이 계산되는 단순 모델 (Simple model)과 질량 소모율을 직접 계산하는 방식으로 고체 가연물의 온도를 계산하고 고체 가연물의 열분해율을 조절하여 직접 열방출률을 계산하는 열분해 모델 (Pyrolysis model)로 구분하고 각각의 열방출률 모델에 필요한 입력 인자를 적용하여 동일한 조건에서 밀폐된 구획 환경에 따라 FDS 전산 해석을 수행하였다. 복합소재 고체 가연물로는 PU 폼과 PP, 철재로 대부분 구성되어있는 영화관 의자를 선정하였다. 동일한 조건에서 밀폐된 구획 환경에 따라 각각의 열방출률 예측 모델을 해석한 결과, 밀폐된 구획에서 단순 모델을 통해 예측된 열방출률과 화재성장율이 열분해 모델을 이용하는 경우에 비해 다소 과예측되는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제31권2호
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• pp.1-9
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• 2016

The standard procedure of fire modeling was reviewed to minimize the user dependence, based on the NUREG-1934 and 1824 reports. The hazard analysis of lubricating oil fires in the air compressor room of domestic nuclear power plant (NPP) was also performed using a representative fire model, FDS (Fire Dynamics Simulator). The area ($A_f$) and location of fire source were considered as major parameters for the realistic fire scenarios. As a result, the maximum probability to exceed the thermal damage criteria of IEEE-383 unqualified electrical cables was predicted as approximately 70% with $A_f=1m^2$. It was also found that for qualified electrical cables, the maximum probabilities of exceeding the criteria were 2% and 90% with $A_f=2$ and $4m^2$, respectively. It was concluded that all electrical cables should be replaced with IEEE-383 qualified cables and the dike to restrict as $A_f{\leq}2m^2$ should be installed at the same time, in order to assure the thermal stability of electrical cables for lubricating oil fires in the air compressor room of domestic NPP.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.293-294
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• 2006

This paper aims to simulate by FDS(Fire Dynamics Simulator) the distributions of temperature and smoke on fires in accommodations on boards. The paper focuses on analysis of temperature at fire occurrence and soot density. The purpose of this study is to predict the possibility of safe escape and efficient fire extinguishing method using fire simulation results.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권2호
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• pp.56-67
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• 2018

일반적으로 화재 및 대피에 대한 안전성을 진단하기 위해 화재 시뮬레이터와 대피 시뮬레이터를 독립적으로 활용하고 있다. 이 방식은 화재 확산을 고려한 보행자의 움직임이 반영되어 있지 않기 때문에 높은 정확도의 안전성 진단을 기대하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 화재 확산을 고려한 보행자의 움직임을 묘사할 수 있는 화재 대피 시뮬레이션 기법을 제안한다. 본 연구에서 제안하는 시뮬레이션 기법은 FDS(Fire Dynamics Simulator)의 화재 확산 데이터를 보행모델 FFM(Floor Field Model)에 반영하여, 보행자가 화재를 인지하고 이를 바탕으로 우회하여 안전한 경로로 대피하는 상황을 묘사한다. 연구 범위는 FDS와 FFM 간의 데이터 연동 및 화재 확산을 고려한 FFM 개발로 구성되며, 제안한 방법론의 실험은 대피 시뮬레이터 EgresSIM을 이용하여 진행하였다. 시뮬레이션 결과에서는 화재의 유무에 따른 출구별 대피인원 변화가 나타났으며, 이에 따른 출구별 대피시간 증감과 병목현상의 심화를 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권5호
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• pp.34-39
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• 2018

본 연구에서는 구획 공간 화재 시 발열량이 급격히 변하는 조건에서 스프링클러헤드의 손실인자 변화에 따른 작동시간을 분석하였다. 이를 위해서 내화보드로 구성된 구획 공간의 크기가 폭 0.3 m, 세로 0.5 m, 길이 3.0 m인 구조물을 제작하고 헵탄(n-Heptane) 풀 화재 실험을 수행하여 구획 공간 내부의 온도 분포, 헵탄의 질량감소율 그리고 발열량을 산출하였다. 또한, Fire Dynamics Simulator (FDS) Version 6.5를 사용하여 실험 조건과 동일한 발열량을 가정하고 스프링클러헤드의 설치위치 및 손실인자(C-factor) 변화에 따른 작동 시간을 분석하였다. 그 결과 반응시간지수(Response Time Index, RTI)가 $100(m{\cdot}s)^{0.5}$이고 작동온도가 $72^{\circ}C$인 스프링클러는 화원 상층부의 기류 온도가 $100^{\circ}C$에서 $300^{\circ}C$로 상승하고, 기류의 속도가 약 0.7 m/s인 경우 C-factor = 0과 1일 때 스프링클러의 작동시간은 최소 30 s~60 s, C-factor = 3일 때 62 s에서 최대 92 s, C-factor = 5일 때 120 s 이상으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.377-380
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• 2012

대피 및 인명피해 시뮬레이션 기술은 성능위주 설계의 핵심 기술 중 하나이다. 기존 해외에서 개발된 프로그램들은 단순한 인명피해 계산 방식과 비주얼의 조악으로 한계성을 나타내고 있다. 본 연구에서 개발된 대피 및 인명피해 평가 프로그램은 기존의 프로그램의 한계점을 극복함과 동시에 다음의 관련 기술을 향상시키고 실제 사례에 적용하여 현재 사용되고 있는 상용 대피 프로그램과 비교/검증하였다. 첫째, 피난계단 뿐만 아니라 엘리베이터를 이용하여 대피할 수 있는 알고리즘을 적용하였다. 둘째, 미국 표준연구소(NIST)의 화재해석 프로그램 (FDS, Fire Dynamics Simulator)과 연계(Coupled)를 통해 화재에 의한 인명피해 발생여부 판단이 가능한 프로그램이다. 마지막으로 그래픽 전용 모듈을 적용하여 현실에 가까운 3차원 가상현실을 구현하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.662-668
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• 2018

전기실은 대부분 건물의 지하공간에 위치하고 있어 전기설비에서 화재가 발생할 경우 화학적 가공에 의해 제조된 케이블 절연재로 화재가 확대되어 강한 독성의 연기 및 연소생성물이 발생하게 된다. 이때 발생한 연기 및 연소생성물이 수직적, 수평적으로 빠르게 이동하게 되면 재실자의 피난 및 소방대의 소방 활동에 지장을 주게 된다. 따라서 전기실의 화재가 발생할 경우 연기제어에 필요한 최적의 설비 및 설계가 필요하지만 현재 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 화재 시뮬레이션 프로그램 FDS(Fire Dynamics Simulator)를 기반으로 만들어진 PyroSim을 이용하여 전기실의 큐비클식 수배전반에서의 화재발생에 따른 연기 및 연소생성물의 특성변화를 분석하였다. 화재모델링은 기계식 환기설비의 작동여부, 급기량 및 배기량의 변화, 급기구의 위치 변경에 따른 4가지 시나리오로 구성하였다. 분석 결과, 기계식 환기설비가 작동하면 작동하지 않을 때보다 연기밀도, 가시거리, 일산화탄소 농도, 온도특성이 더욱 개선되어지며, 소방법 규정으로 풍량과 급기구의 위치를 적용할 경우 가시거리 및 온도특성이 개선됨을 확인하였다.