• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.133-137
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• 2009

화재 시뮬레이션용 전산유체역학 모델인 Fire Dynamics Simulator(FDS)을 이용한 수직벽 화재 시뮬레이션의 정확성을 확인하기 위해 FDS를 프로필렌 수직벽 화재에 적용하였다. 단위면적당 연소율 $7.0{\sim}29.29g/m^2-s$의 범위에서 버너중심에서의 경계층 내 온도분포를 실험결과와 비교하였다. 또 수직벽면 위 수직중심선을 따라 계산한 열유속(heat flux) 분포도 실험과 비교하였다. 경계층 내 온도분포는 비교적 잘 예측됨을 확인하였다. 그러나 벽면근처의 최고온도는 측정치보다 낮았고, 수직벽면의 열유속은 지나치게 높게 나타났다. 이에 따라 수직벽 화재의 시뮬레이션에 있어서 FDS를 개선할 필요가 있음을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.50-55
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• 2008

본 연구는 대구지하철 중앙로 역사 화재사고를 모델로 하여 FDS와 FLUENT를 이용해 화재유동 분석을 하였다. 경계조건으로는 그동안 조사된 대구지하철화재사고의 분석 자료를 이용하였다. 화재해석은 지하승강장 포함 하여 지상 대합실 까지 총 3개의 층을 FLUENT 및 FDS를 이용하여 수행하였으며, 해석 결과는 화재 온도 분포와 CO 데이터를 비교분석 하였다. 총 시뮬레이션 시간은 600s 이며 10s 마다의 결과값을 비교하였다. 이러한 분석결과는 향후 피난시뮬레이션과의 연계를 통해 지하역사 최적설계 기법연구에 기초자료가 될 것으로 생각되어진다.

• 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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• 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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• 제31권2호
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• pp.44-51
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• 2017

성능위주 소방설계(PBD)의 과정에서 요구피난시간(RSET) 산정의 신뢰성을 확보하기 위해서는 화재시뮬레이션을 이용한 정확한 연기감지기 작동시간 예측이 필수적이다. 본 연구의 목적은 FDS 기반의 연기감지기 수치모델에서 요구되는 입력인자의 정확도를 개선시키는 것이다. 이를 위하여 선행연구에서 적용된 화재감지기 시험장치(FDE)의 개선이 이루어졌다. 구체적으로 FDE 내부의 유동 및 연기농도 균일성이 개선되었으며, 연기입자의 전방산란 저감을 통해 감지기가 작동되는 순간의 정확한 광 소멸률이 측정되었다. 개선된 FDE를 이용한 입력인자는 기존 결과와 정량적으로 상당한 변화를 보이고 있으며, 이온화식 감지기에 비해 광전식 감지기에서 더 큰 차이가 확인되었다. 연기감지기의 작동조건은 감지기 종류, 가연물, 연기입자 및 색상에 따라 큰 차이가 발생됨을 고려할 때, PBD의 신뢰성을 향상시키기 위하여 향후 연구에서는 보다 다양한 감지기 및 가연물에 대한 입력인자 DB가 구축되어야 할 것이다.

• 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.

• 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.

• 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.

• 한국안전학회지
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• 제32권5호
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• pp.32-40
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• 2017

The current status of Performance-Based Design (PBD) implemented in 4 wide areas (Seoul, Gyeonggi, Incheon and Busan) over the past 5 years was reviewed with regard to the number of PBD implementation and target buildings. Then, detailed status related to fire scenarios, input information for fire simulation, and grid size were analyzed with the pre-review for the PBD. As a result, the domestic PBD was mainly applied to the mixed occupancy. In the fire simulations performed on the identical fire scenario and fire space, the maximum heat release rate (HRR) varied significantly depending on the PBD designer. Various combustibles were also considered for the identical fire source, and their combustion properties also showed considerable uncertainty. In addition, the applicability of accurate input information for predictive models of heat and smoke detectors was examined. Finally, the average grid size for the fire simulation using Fire Dynamics Simulator (FDS) was analyzed, and the improvement of PBD to minimize designer dependency was proposed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.663-673
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• 2011

본 연구에서는 FDS code를 이용하여 교량하부창고 화재발생원과 교량높이의 영향을 분석하였다. 헵탄을 이용한 단위가연물의 연소실험, 실물모형 연소실험 결과와 FDS code를 이용한 해석결과의 비교를 통하여 FDS code의 유효성을 검증하였다. 이를 이용하여 교량하부 표준창고구조물의 실제 화재시나리오를 적용하여 교량높이 및 창고내부 가연물에 따른 콘크리트의 폭렬, 강도손실, 보강철근의 강도손실로 나누어 교량의 화재안전성을 평가하였다. 연구결과, 대부분의 교량이 하부창고화재에 대해 폭렬에 취약한 것을 확인할 수 있었다. 화재강도는 도서류가 가장 강하며 30m 높이 교량에 콘크리트의 강도저하, 폭렬 및 보강철근 강도저하를 가장 크게 발생시킬 것으로 예측되었으며, 고무류 창고화재의 경우 30m 이상 높이의 교량에 대해 화재안전성을 확보할 수 있었다.