• 한국안전학회지
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• 제32권4호
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• pp.16-21
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• 2017

The sprinkler system is a basic fire extinguishing system that uses water as an extinguishing agent. In order to evaluate the fire extinguishing performance of the sprinkler system, information such as the discharge angle, discharge speed, discharge pressure, flow rate, and water droplet size of the installed head are required. However, there is a lack of research on droplets size compared to other requirements. In this study, to evaluate the extinguishing characteristics of sprinkler system, the droplet size distribution was measured for various types of sprinkler heads actually used. The size of the droplet was measured using laser diffraction method. The 50% cumulative volume distribution ($D_{v50}$) according to discharge coefficient(K factor) was $540{\mu}m{\sim}695{\mu}m$ for K50, $542{\mu}m{\sim}1,192{\mu}m$ for K80, $980{\mu}m{\sim}1,223{\mu}m$ for K115 and $1,188{\mu}m{\sim}1,234{\mu}m$ for K202. Based on the measured results, the vaeiance of the droplet particle distribution and the distribution ($D_{v50}$) according to discharge coefficient(K factor) was $540{\mu}m{\sim}695{\mu}m$ for K50, $542{\mu}m{\sim}1,192{\mu}m$ for K80, $980{\mu}m{\sim}1,223{\mu}m$ for K115 and $1,188{\mu}m{\sim}1,234{\mu}m$ for K202. Based on the measured results, the vaeiance of the droplet particle distribution and the Rosin-Rammler index value are presented. As a result of the fire simulation with FDS, it was confirmed that the performance difference occurs according to the water droplet size distribution even when the same amount of water is used. Therefore, the extinguishing performance of the sprinkler system should be evaluated considering the droplet size distribution according to the sprinkler head type.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.451-462
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• 2011

도로터널의 환기 시스템은 차량 화재시 안전한 대피환경을 조성하는데 중요한 역할을 하며 종류환기방식과 횡류환기방식으로 대별된다. 본 연구에서는 횡류환기방식에서 대배기구방식에 대한 터널내 풍속, 배연풍량, 개방되는 배기구의 위치에 따른 유동가시화에 대하여 선행 연구와 FDS 시뮬레이션에 의한 결과를 비교하여 연기의 이동특성을 고찰하였다. 그 결과, 연기발생량(Vc=0)에 따른 배연풍량을 제어하여 연기를 피난허용범위 250 m 이내로 제한할 수 있었으며, 터널풍속이 1.75 m/s 와 2.5 m/s일 때 배연풍량은 각각 $173m^3/s$, $236m^3/s$ 을 초과하여야만 연기이동 거리를 250 m로 제한할 수 있었으며 화재지점 가까이에 있는 2개의 배기구를 동시에 개방하는 경우가 배연의 효과가 현저하게 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.204-210
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• 2019

터널 내부에서의 화재의 경우 일반도로와 달리 운전자의 시야 확보가 어려워 대형사고가 발생할 가능성이 매우 높다. 따라서 터널 내부 화재 발생 시 제트팬 용량에 따른 제연 효과에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 NIST에서 개발한 화재시뮬레이션인 FDS를 사용하여 제트팬의 유무, 제트팬의 용량에 의해 터널 내부에서 발생한 차량 화재에 대한 제트팬 용량에 따른 연기 거동 및 가시거리, 일산화탄소의 농도를 분석하였다. HRRPUA(Heat Release Rate Per Area)는 $3.6MW/m^2$로 설정하였으며, 모든 해석 시간은 총 600s로 설정하였다. CFD에 의한 가시거리, 일산화탄소 농도 해석은 y=30m, y=110m에서 결과를 확인하였으며 직경과 유량에 따라 연기거동 분석, 가시거리 분석, 일산화탄소 농도를 확인하였다. 제트팬의 직경과 유량이 커질수록 y=30m 후방에서 높은 가시거리를 확인할 수 있으며 일산화탄소 농도가 0ppm임을 확인하였다. 제트팬 직경과 유량이 큰 조건에서는 제트팬 유동의 상류 방향으로 대피하면 인명피해를 최대한 줄일 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.228-234
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• 2016

승선생활관은 거주밀도가 높으며 유동인구도 특정한 시간에 몰리는 특징을 가지기 때문에 화재와 같은 재난이 발생할 경우 큰 인명피해 발생으로 이어질 수 있다. 이에 이 연구에서는 국내 K대학의 신축 승선생활관을 대상으로 화재 시뮬레이션 프로그램인 FDS를 사용하여 화재발생 시의 위험성을 예측하고 이에 따른 문제점을 분석하여 개선방안을 제시하였다. 연구결과를 정리하면 다음과 같다. 승선생활관 다림질실에서 화재발생 시, 발화 후 65초에 연기감지기가 작동하고, 13초 뒤인 78초에 스프링클러가 작동하기 시작한다. 온도 및 일산화탄소 농도는 각각 241초, 248초에 허용기준 값에 도달하지만, 발화 후 66초에 허용 가시거리 값에 도달하기 때문에, 화재발생 후 적어도 1분 이내에 준비를 끝내고 피난을 개시해야 인명피해가 발생하지 않을 것으로 예측된다. 이 기숙사의 화재위험성 예측 결과를 종합해 보았을 때, 인명안전에 가장 위험한 요소를 가시거리 값으로 판단할 수 있다. 가시거리 확보를 위해 제연설비를 설치할 경우, 제연설비 설치 후 승선생활관 복도의 연기확산이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.16-23
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• 2018

다양한 밀폐 구획을 대상으로 내부 체적 및 화재성장률의 변화에 따라 최대 열발생률의 예측이 가능한 상관식이 수치적으로 검토되었다. 구획의 체적은 ISO 9705 화재실의 바닥면 형상을 기준으로 길이 비의 변화를 통해 조절되었으며, 이때 천장 높이는 2.4 m로 고정되었다. 주요 결론으로서, 천장 높이의 변화가 고려된 선행연구 결과와의 비교를 통해, 천장 높이의 변화가 최대 열발생률에 미치는 영향이 검토되었다. 또한 밀폐된 구획에서 천장 높이 변화와 관계없이 최대 열발생률을 예측할 수 있는 보다 일반화된 상관식이 제안되었다. 이 상관식은 수치결과와 비교할 때 다양한 화재성장률에 대하여 평균적으로 7%, 그리고 최대 19%의 오차를 갖는 것으로 확인되었다. 마지막으로 국내 성능위주설계에 적용된 5개의 대표적인 구획을 대상으로, 제안된 상관식의 적용 가능성이 검토되었다. 본 연구결과는 화재시뮬레이션에서 요구되는 입력정보 뿐만 아니라, 밀폐된 공간에서 플래시오버에 의해 야기될 수 있는 최대 열발생률의 예측에 관한 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권3호
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• pp.306-311
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• 2015

근래 해적에 의한 선박 피랍이 전 세계적으로 큰 문제가 되고 있다. 2011년 1월 20일 "삼호 주얼리호"의 경우 해군은 창군 이래 처음으로 공해상에서 해적과 교전하여 선원 21명 모두를 구출하는 쾌거를 이루어냈다. 또한, "한진 텐진호"의 경우, 전 선원이 선원대피처로 신속하게 대피하여 모두 안전하게 해군에 의해 구출되어 선원대피처의 필요성이 강조되었다. 이와 같이 우리나라 선박들이 해적에 의해 피랍되는 경우가 늘어나면서 해적의 위험으로부터 벗어날 수 있는 다양한 방법이 연구되고 있다. 정부는 2011년 1월 선박설비기준을 일부 개정하여 선원대피처를 지정된 위험해역을 항해하는 모든 선박에 설치하도록 강제화하였다. 따라서 이 연구에서는 선박 피랍의 위험상황 발생 시 선원대피처에 인명 안전성을 제고하기 위한 구조 개선 및 설비 구축에 대해 FDS를 이용한 화재시뮬레이션을 통해 분석하였으며 기존의 구조에서 선원피난처의 높이 증가 및 스프링클러 설치가 인명안전에 도움이 되는 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.644-648
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• 2019

본 연구에서는 구획 공간에서 가솔린 화재 시 내벽의 열전도 계수 변화에 따른 열유동 현상에 관한 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해서 내벽의 열전도 계수가 $0.18W/m{\cdot}K$인 내화보드의 재질로 구성된 가로 0.4 m, 세로 0.6 m, 높이 0.6m인 축소된 구획공간을 제작하였으며, 개구부 면적이 $0.12m^2$이고 연료 팬의 크기가 $0.01m^2$인 조건에서 가솔린 화재실험을 수행하여 높이 0.37 m 국부지점의 온도와 총괄 발열량을 산출하였다. 벽면 열전도 계수 변화가 구획 공간 내부의 온도 분포에 미치는 영향을 분석하기 위해서 화재해석 프로그램인 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 사용하여 동일한 발열량 조건에서 온도분포 측정값과 해석결과를 비교하였다. 그 결과 최대 발열량이 4.8 kW인 정상상태 구간에서 온도분포 예측 값이 10 % 이내로 일치하는 것을 확인하였으며, 벽면 열전도 계수가 $0.1W/m{\cdot}K$에서부터 $100W/m{\cdot}K$까지 증가한 결과 벽면의 평균 온도는 약 71% 정도 감소되는 것으로 예측되었다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2023년 정기학술대회 논문집
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• pp.347-348
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• 2023

본 논문에서는 실제 규모 데이터센터의 3D 모델링을 기반으로 대상 공간별 화재 시나리오를 선정하여 화재 및 피난 시뮬레이션을 수행하였다. FDS와 Pathfinder는 full coupling 방식을 사용할 수 없는 한계가 있으며 semi coupling의 경우 가시화에는 도움이 되나 결과에 영향을 주지 않는다. 따라서 재실자의 피난 상황 시 경로에 대한 안전성과 화재 위험 노출 정도를 시각적으로 분석하는 것이 가능한 semi coupling과 시뮬레이션 결과 데이터 분석을 병행하여 수행하였다. 전산실의 경우 서버의 기능상실 한계 온도가 32도이기 때문에 서버 기능 정지 상황에 도달하는 시간을 중점적으로 분석하였다. 전산실은 업무 및 고객 서비스와 관련된 모든 데이터들을 저장하기 위해 항시 기동 되어야 하는데 전산실 내 화재가 발생할 경우 1~2분 이내 서버 기능이 정지되는 상황이 발생하였다. 따라서, 서버가 안전하게 계속 동작하기 위해서는 전력 계측 및 제어 케이블 열화, 서버 장치의 건전성이 유지되어야 하며 초기 화재를 빠르게 감지하여 진압하여야 한다. 피난 시뮬레이션의 경우 가시도를 상실하게 되는 시간이 약 195초(5m 미만) 인근으로 인원이 해당 층을 완전히 벗어나는 데 걸리는 시간이 약 125.6초였던 것을 보면 대피하기에 충분한 허용 피난시간(ASET)을 확보하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제7권3호
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• pp.44-50
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• 2003

연료농도에 따른 대향류 화염구조의 변화를 조사하고 수치법을 검증하기 위해, 축대칭 메탄-공기 대향류화염을 모사하였다. 변형률 $a_g=20,\;60,\;90\;s^{-1}$과 연료 중 메탄의 몰분율 $x_m=20,\;50,\;80\%$를 수치매개변수로 하여, 변형율과 연료농도에 따라 온도분포, 닥트 중심축의 온도분포와 축방향 속도의 분포를 계산하였다. 축대칭 모사는 혼합분율 연소모델을 채용한 FDS로 수행하였고, 계산결과를 구체적 화학반응을 포함한 1차원 화염코드 OPPDIF의 계산결과와 비교하였다. 본 연구에서 조사한 모든 변형율과 연료농도에서 축대칭 모사의 온도 및 축방향 속도 분포가 1차원 계산결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 연료농도가 증가하면 화염의 두께와 최고온도가 증가하고 반경이 감소함을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.30-38
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• 2019

메탄 연료성분이 가득 찬 축소 구획실을 대상으로 개구부에서 유입된 공기와 내부 연료의 혼합특성과 백드래프트 발생특성을 규명하기 위해 대와동모사를 수행하였다. 통상의 문 형태(Door)와 가로 형태의 문이 벽면 상단($Slot_U$), 중단($Slot_M$) 및 하단($Slot_L$)에 있는 구획실의 4가지 개구부 조건들에 대해서 검토를 수행하였다. 점화원이 없을 경우 구획실 내부로 유입되는 산소의 양과 외부로 유출되는 연료의 양은 Door > $Slot_U$ ~ $Slot_M$ > $Slot_L$의 순서로 크지만 $Slot_U$의 경우가 구획실 내부에서 연료와 산소가 전체적으로 가장 잘 혼합되었고 $Slot_L$의 경우에는 연료와 산소가 층을 이루어 혼합이 가장 잘 이루어지지 않는 것으로 나타났다. 구획실 내 산소량과 연료량으로 정의되는 총괄당량비는 구획실에서 발생하는 백드래프트의 강도와 잘 연관되지 않음을 확인하였다. 백드래프트 발생 시의 구획실 내부의 최고 압력은 혼합이 가장 잘 이루어진 $Slot_U$가 가장 높게 나타났으며 $Slot_L$의 경우에는 압력상승이 낮아 백드래프트가 발생하지 않았다. 백드래프트 발생 시 Door와 $Slot_M$ 조건에서의 최고 압력값은 $Slot_U$ 다음 순서로 나타났으며, 각 조건들의 최고압력은 백드래프트 발생순간까지의 총 열발생량과 잘 연관되어 설명될 수 있었다.