• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.37-43
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• 2014

성능위주 소방설계(PBD)의 과정에서 화재 및 피난모델링의 신뢰성을 확보하기 위해서는 화재감지기 모델의 높은 예측성능이 필수적으로 요구된다. 본 연구의 목적은 대표적인 화재모델인 FDS에 적용되고 있는 정온식 열감지기의 정확한 작동 개시시간을 예측하기 위한 입력정보를 측정하는 것이다. 이를 위해 화재감지기의 장치특성을 측정할 수 있는 Fire Detector Evaluator (FED)가 사용되었으며, 국내에서 적용되는 2개의 써미스터 방식(Thermistor types)과 1개의 바이메탈 방식(Bimetal type)의 스포트형 정온식 열감지기가 연구대상으로 고려되었다. 화재모델링을 위해 요구되는 감지기의 작동 개시온도 및 반응시간지수(Response Time Index)가 측정되었으며, 이때 RTI는 감지기의 설치위치를 고려하여 천장제트기류(Ceiling jet flow)와 수직제트기류(Vertical jet flow)에 대하여 측정되었다. 측정된 장치물성을 이용한 화재모델링 결과는 실규모 구획화재실험 결과와 비교 검증되었다. 그 결과 수치적으로 예측된 감지기의 작동 개시시간은 실험결과를 적절히 잘 예측함을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권3호
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• pp.156-161
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• 2008

The present article reports a numerical study on the fire characteristic change by water-mist in under-ventilated compartments. The natural gas and heptane pool fires are used as fire sources, which are located in the bottom center of the 2/5 reduced-scaled model of the ISO 9705 standard room. The fire modeling using the FDS (Fire Dynamics Simulator) is validated by comparison with previously published experimental results. For temperature and combustion gas concentrations at two positions located in the upper layer of compartment, the predicted results with and without water-mist are compared each other. The results show that under the water-mist operation, the predicted temperature and carbon monoxide concentration reduce as $300{\sim}400^{\circ}C$ and about 20%, respectively, compared to those without water-mist.

• 문화기술의 융합
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• 제7권4호
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• pp.869-878
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• 2021

이 연구는 2003년 12월 30일 사업승인을 받은 11층 이하의 건축관계법령이 소급 적용되지 않는 노후된 아파트가 연구 대상이며, 화재 시 인명피해가 증가되고 있는 11층 이하의 아파트에 대해 Fire Dynamics Simulator(FDS) 프로그램을 통해 위험성을 분석한 연구이다. 직통계단 입구에 방화문이 미설치된 기존 상황을 기본시나리오1로 방화문이 설치된 것으로 가정한 개선시나리오2~4의 방화문 설치 여부에 따른 위험성 분석 결과, 기본시나리오1은 연기확산으로 인한 직통계단 입구까지의 가시거리는 260초로 나타났다. 방화문이 설치된 개선시나리오3~4는 화재를 인지한 뒤 300초 후에 개방되고 직통계단 입구에 30분 방화문이 설치된 경우 직통계단 입구까지의 가시거리는 600초 한계미도달로 나타났다. 이 경우 가시거리는 방화문 설치 시 600초로 시나리오1에 비해 시나리오 3~4는 56.6% 증가되어 피난 위험성이 50%이상 낮아지는 것으로 나타났다. 연기확산의 위험성을 증가시키는 직통계단 미설치의 위험성을 제거하기 위해 법 개정을 통해 소방법령과 같이 건축관련법령이 소급 적용되어 직통계단 입구에 방화문을 설치하거나 발코니의 접이식 피난시스템 등 동등이상의 성능을 가진 시설물을 설치해야 한다. 방화문 설치에 따른 개선으로 피난시 방화문의 필요성을 수치적으로 증명하였고 방화문은 폐쇄 상태로의 유지에 대한 중요성을 파악할 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.37-47
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• 2019

본 연구에서는 Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용한 공연장 화재 축소모형 전산시뮬레이션(Numerical simulation)을 통해 공연장 화재 시 방화막 설치 여부 및 무대부 자연배출구 개폐 영향을 검토하였다. 기존의 축소모형 실험 연구를 바탕으로, 실존하는 공연장에 대해 상사법칙을 적용하여 1/14 비율로 축소하여 설정한 축소모형 및 조건을 대상으로 하였다. 축소모형 전산시뮬레이션을 통해 연기 유동을 가시화하고, 무대부 및 객석부 온도, 자연배출구를 통한 유출 질량 유량, 객석부로의 연기 유출 시작 시점을 측정하고 분석하였다. 전반적으로, 본 전산시뮬레이션에서 예측된 방화막 설치 여부 및 무대부 자연배출구 개폐 영향에 대한 일반적인 경향은 기존 축소모형 실험에서와 유사한 것으로 나타났다. 본 전산시뮬레이션 결과와 기존 축소모형 실험 결과 간 정량적인 비교를 위해 무대부 및 객석부 온도, 자연배출구를 통한 유출 질량 유량에 대해 평균 백분율 오차를 계산하였고, 본 전산시뮬레이션 결과와 기존 축소모형 실험 결과가 비교적 일치함을 확인하였다.

• 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.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권2호
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• pp.52-60
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• 2017

NUREG-1934에서 제시된 원자력발전소 주제어실의 케비닛 화재를 대상으로 운전원의 거주성을 평가하기 위하여 수치해석이 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 대표적인 화재모델인 FDS가 사용되었다. 운전원의 거주성을 결정하는 기준으로서 복사 열유속, 상층부 온도, 연층높이 및 연기의 광학밀도뿐만 아니라, CO 등과 같은 독성물질의 농도가 포함되었다. 주요 결과로서, 화재모델의 확인 및 검증(V&V) 기반의 주요 입력인자 민감도 및 모델 불확실도 분석을 통해 다양한 화재시나리오에 대하여 거주성 기준의 초과 확률 및 거주 가능시간이 산출되었다. 최대 열방출률, CO 및 Soot yields의 민감도 분석을 통해, 거주시간 뿐만 아니라 거주성을 결정하는 한계기준의 변화가 발생됨을 확인하였다. 이러한 방법론은 불확실한 케비닛 화재정보를 이용한 주제어실의 거주성 평가의 신뢰성 강화를 위한 현실적인 대안이라 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 추계학술대회 초록집
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• pp.182-183
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• 2013

FDS(Fire Dynamics Simulator)는 국내에서 화재해석을 위해 사용되고 있는 가장 보편적인 소프트웨어 중의 하나이다. 미국의 NIST에서 25년간 지속적인 업그레이드를 통해 개발되어 오고 있으며 인터넷 상에서 무료로 배포되고 있어 전 세계의 화재관련 연구자 및 학생들이 연구 및 학습의 목적으로 사용하고 긴 기간동안 많은 전문가들에 의해 검증되어온 소프트웨어이다. 하지만 FDS가 난류해석을 위해 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES(Large Eddy Simulation)모델은 현재까지 발표된 LES모델 중 가장 초기의 모델로서 건축물과 같이 복잡한 형상을 갖는 계산영역에서는 결과의 신뢰성이 많이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 FDS의 대공간의 화재해석 성능을 평가하는 것을 목적으로 스페인 Murcia에서 수행된 Murcia Atrium Fire Test를 해석 대상으로 하여 FDS가 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES모델 및 3가지의 다른 LES모델을 사용하여 대공간 내부의 연기유동을 해석하였으며 그 결과를 비교하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권3호
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• pp.266-272
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• 2017

In this study, it was simulated and analyzed the evacuation safety to identify the cadets' evacuation time by using maritimeEXODUS which is applied IMO MSC.1/Circ.1238 theory as well as the trim and heel which are the major factor of reducing the ship evacuation speed. In addition, this study carried out a simulation through the special program for fire analysis - FDS (Fire Dynamics Simulator) in order to find the effective evacuation time, i.e. life survival time. Particularly, this study did comparative analysis of the influence on the survival of cadets based on the collected simulation data by fire size and sort. As a result of the analysis, It was analyzed the Evacuation Allowable Limit Temperature $60^{\circ}C$ and resulted that there is no influence in evacuation by temperature. As a result of the analysis on visibility evacuation limit 5 m, it was found that the only one evacuation rallying point could not meet the evacuation safety. However, it derived the perfect evacuation safety under the condition of two rallying points available on wood fire. In case of Kerosene, it was satisfied the evacuation safety if the heeling was under $10^{\circ}$. Moreover, it could not meet the evacuation safety by evacuating through upper deck although there were two evacuation rallying points. When it was set by the lifeboat descending maximum angle-$20^{\circ}heel$ and $10^{\circ}trim$ which was described in SOLAS regulation, it was simulated that the wood fire having two evacuation rallying points in the center of the ship satisfied the evacuation safety.

• 한국안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.14-20
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• 2015

A Large Eddy Simulation(LES) was performed for the prediction of unsteady dispersion behavior of hydrogen fluoride (HF). The HF leakage accident occurred at the Gumi fourth industrial complex was numerically investigated using the Fire Dynamics Simulator (FDS) based on the LES. The accident area was modeled three-dimensionally and time-varying boundary conditions for wind were adopted in the simulation for considering the realistic accident conditions. The Message Passing Interface (MPI) parallel computation technique was used to reduce the computational time. As a result, it was found that the present LES simulation could predict the unsteady dispersion features of HF near the accident area effectively. The dispersion behaviors of the leaked HF was much affected by the unsteady wind direction. The LES could predict the time variation of the HF concentration reasonably and give an useful information for the risk analysis while the prediction with the time-averaging concept of HF concentration had a limitation for the amount of HF concentration at specific location point. It was identified that the LES is very useful to predict the dispersion characteristics of hazardous chemicals.

• International Journal of Safety
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• 제2권1호
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• pp.12-16
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• 2003

In Part 1, the flame structure of the counterflow nonpremixed flames computed by using Fire Dynamics Simulator was compared with that of OPPDIF for different concentrations of methane in the fuel stream. In this study, comparisons were made for the global strain rate that is an important parameter for diffusion flames for further evaluation of FDS. At each of the three fuel concentrations, $20% CH_4＋ 80% N_2, 50% CH_4 ＋ 50% N_2, 90% CH_4 ＋ 10% N_2$ in the fuel stream, the temperature and axial velocity profiles were investigated for the global strain rate in the range from 20 to $100s^{-1}$. Changes in flame thickness and radius were also compared with OPPDIF. There was good agreement in the temperature and axial velocity profiles between the axisymmetric simulations and the one-dimensional computations except for the regions where the flame temperature reach its peak and the axial velocity rapidly changes. The simulations of the axisymmetric flames with FDS showed that the flame thickness decreases and the flame radius increases with increasing global strain rate.