• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권2호
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• pp.47-55
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• 2019

건물형태의 공간 내에서 발생한 고체연료 화재에 대해 Fire dynamics simulator (FDS)을 이용하여 설계화재곡선의 예측성능을 실험결과와 비교하여 평가하였다. FDS의 연소모델로서는 EDC 2-step mixing controlled를 적용하였으며 검토된 설계화재곡선들은 기존 연구들에서 제안한 2-stage design fire (TDF) 곡선, Quadratic 및 Exponential design fire 곡선들이다. 시뮬레이션 결과는 건물 내 연기 전파과정이 설계화재곡선에 많은 영향을 받는 것을 확인하였다. 설계화재곡선을 이용한 시뮬레이션은 건물 내 실험온도결과에 대해 합리적으로 예측하고 TDF가 가장 온도를 무난하게 예측하는 것을 확인하였다. 그리고 각 설계화재곡선의 화학종 농도에 대한 예측은 실험과 충분히 예측하지 못하는 것을 확인하였다. 이점은 본 연구에서 사용한 연소모델은 고체연료 화재에 대한 시뮬레이션에 적합하지 않음을 나타내며 고체연료의 예측에 대한 FDS 연소모델에 대한 연구가 추가적으로 필요해 보인다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.8-13
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• 2006

제연설비와 스프링클러설비의 필요성을 확인하고 연기확산 가능성을 조사하기 위해 청정실 화재의 시뮬레이션을 수행하였다. 바닥면적 $39m{\times}13m$, 높이 4 m의 작업구역에 1MW의 메탄올 화재가 발생했을때, 제연설비와 스프링클러설비의 정상작동과 작동실패에 따른 연기누출 여부를 조사하였다. 제연설비가 정상적으로 작동하는 경우에는 스프링클러설비에 관계없이 연기가 안전하게 배출됨을 알 수 있었다. 화재확산과 연기발생을 억제하고 발생한 연기를 신속히 배출하기 위해 스프링클러설비가 필요하며, 스프링클러설비와 제연설비가 신속하게 작동할 수 있도록 신뢰도가 높은 스프링클러설비 헤드와 자동화재탐지설비가 필요함을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권5호
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• pp.18-25
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• 2016

국내 성능위주설계 방법 및 기준에서는 다양한 입력 데이터들에 대한 입력 규정이 따로 마련되어있지 않으며, 설계자별로 인용하는 근거 데이터가 상이하여 피난허용시간과 피난완료시간에 많은 차이를 보이고 있다. 이는 성능위주 화재와 피난 시뮬레이션에 대한 신뢰도 문제와도 직결되고 있다. 시뮬레이션에 입력되는 다양한 데이터들을 표준화함으로서 설계자의 경험이나 기술능력에 무관하게 동일한 위험도의 건물에서는 동일한 결과가 도출되어야 한다. 또한 그 위험도 합당한 소방 방재설비가 설치되고 유사한 성능위주 대상 건물에서는 개연성 있는 초기투자비용이 소요됨으로서 효율적이고 효과적인 안전 확보가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.1-9
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• 2008

이산화탄소는 다른 어떤 가스계 소화약제보다도 화재를 안전하게 진압하는 소화약제로서 다양한 방호구역과 화재에 대하여 널리 사용되고 있다. 성능위주설계 개념에 따라 이산화탄소 소화설비는 설계 단계에서 해당 방호구역의 발생 가능한 화재시나리오에 따라 소화성능을 확인할 필요가 있다. 본 연구에서는 $100m^3$의 체적을 갖는 기계실의 석유 유출(설계)화재시 개구부의 크기가 $CO_2$ 소화설비의 소화성능과 유동장의 유동특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 소화완료 시간은 개구부의 면적 크기에 비례하여 증가하였고, 3가지 화재모델의 소화완료 시간 모두 $CO_2$ 소화설비의 성능기준에 부합하였다. 개구부의 질량 유동율은 화재 열방출과 $CO_2$ 소화약제 분사의 복합적인 작용에 의해 영향을 받았다. $CO_2$ 소화약제 분사 완료 후 방호구역의 산소농도는 화재모델 모두 연소한계산소농도 보다 적었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.31-37
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• 2012

본 논문에서는 화재 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 이중외피 구조 중 커튼월 구조의 화재 시 위험성을 일반적인 구조와 비교하여 보았다. 이를 위해 화재 시뮬레이션 프로그램(FDS)을 기반으로 한 PyroSim을 이용하여 가상의 5층 건축물로 모델링을 한 후 커튼월 구조를 적용하지 않은 모델과 커튼월 구조를 적용한 모델로 나누어 동일한 제반조건과 장소에서 화재가 발생 하도록 하였으며, 화재 특성을 확인하기 위해 연기거동, 가시거리, CO, $CO_2$의 농도를 비교 분석하였다. 그 결과, 커튼월 구조가 적용 되지 않은 경우보다 커튼월 구조가 적용된 경우 연기가 최상층에서부터 빠르게 채워져 밑의 층으로 점점 내려가는 현상을 확인 할 수 있었으며, 화재 시뮬레이션을 통해 화재 시 커튼월 구조의 위험성을 검증 하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.43-51
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• 2017

본 연구에서는 화재 수치계산에 사용하기 위한 새로운 디자인 화재곡선을 제안하였다. ISO 9705 구획실 내 형성된 옥탄과 헵탄연료 풀화재에 대해 기존에 제안된 2차곡선과 지수함수 형태의 디자인 화재곡선과 새롭게 제안된 디자인 화재곡선을 적용한 Fire Dynamics Simulator (FDS) 수치계산을 수행하였다. 여기서 얻어진 수치계산 결과와 실험에서 측정한 온도와 $O_2$, $CO_2$ 변화와 비교하여 디자인 화재곡선의 예측성능을 평가하였다. FDS 계산과 실험결과의 비교를 통해 2차곡선과 지수함수 형태의 디자인 화재곡선을 적용했을 때는 측정된 온도보다도 훨씬 완만하게 증가하고 감소하는 것을 알 수 있었다. 그러나 새로 제안한 2가지 디자인 화재곡선은 기존 디자인 화재곡선보다는 급격히 상승하여 실험결과에 좀 더 유사하게 나타나는 것으로 확인되어 실용적 관점에서 수치계산에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 방재기술
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• 통권16호
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• pp.20-23
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• 1994

This article investigates the different numerical methods, which are widely used for purpose of simulating a fire compartment the particular numerical methods such as finite difference, finite element, control Volume, and finite analysis are discribed in order to understand basic concepts and their applications. The fire simulations using fferent methods for the different physical geometrics have been reported in many recent literatures The convergence rate, the accuracy, and the stability are no simply dependent upon the specific method, The study of popular nu-merical methods by being compared among those is therefore significant to understand the nu-merical simulation of fire compartment.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.37-43
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• 2014

재실자가 부속실로의 피난 시 부속실 송풍기가 작동하기 전단계에서는 실내화재로 인한 풍속이 발생하여 부속실 개방과 더불어 연소생성물이 부속실을 오염시켜 피난장애의 결과를 가져올 수 있다. 이로인한 화재크기 및 실내 개구부 크기가 화재풍속에 미치는 영향을 확인하기 수치해석 연구를 수행하였다. 수치해석에서는 화재크기 및 실내 개구부 크기를 달리하였고, 실제의 공동주택 형상과 치수를 반영하였다. 수치해석 결과, 화재크기별 실내의 개구부 크기에 따라서 중성대 높이가 변화하여 부속실로 흐르는 화재풍속 특성이 다르게 나타남을 확인할 후 있었다. 또한, 실내 중성대가 높은 곳에 형성된 경우에는 방화문 상 하부에서 화재풍속의 차이가 나타남을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.395-408
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• 2021

본 연구에서는 GIS와 CFD 모델을 이용하여 풍속과 풍향이 건물 화재에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해, 2020년 10월 8일 울산의 한 아파트에서 발생한 화재 사고에 대한 수치 실험을 수행하였고, 현실적인 기상 조건을 반영하기 위하여 국지기상예보시스템(LDAPS)의 바람과 온위 자료를 초기·경계 자료로 사용하였다. 먼저, 현실적인 경계 조건을 사용하여 두 가지 수치 실험을 수행하였다(규준 실험에서는 건물 화재를 고려하고, 다른 실험에서는 건물 화재를 제외하고는 규준 실험과 동일한 기상 조건 이용). 그런 다음, 규준 실험과 유입 풍속과 방향이 다른 4개의 수치 실험을 추가로 수행하였다. 수치 실험 결과, 발화 지점이 건물 풍상측에 위치할 때에는 화재로 인한 강한 상승 기류가 건물 지붕과 풍하측 지역에 영향을 미쳤다. 또한, 대피층(15층)은 건물 풍상 측 벽면의 화재를 풍하측으로 확산시키는 역할을 했다. 유입 풍속이 약할수록 발화점 주변으로의 화재가 좁게 확산되었지만 건물 위로 화염이 도달하는 고도는 상승했다. 유입 풍향이 반대인 경우, 발화 지점이 풍하측에 위치할 때에는 화염이 건물 풍상 측으로 확산되지 않았다. 본 연구 결과는 풍속과 풍향이 화재가 발생한 건물 주변의 흐름과 온도(화염) 분포에 중요하다는 것을 보여준다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.15-21
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• 2018

본 연구에서는 급기가압 조건에서 거실, 부속실 및 계단실로 구성된 복합 구획 공간에 대해 화재해석을 수행하고 가압 및 환기 조건에 따른 화재 연기의 유동 특성을 분석하였다. 화재 해석은 유효누설면적을 측정하기 위해 제작된 누기율 시험설비에 대하여 수행하였으며, 화재의 거시적 특성과 각 구획에 대한 유동 및 압력 특성의 분석을 통해 급기가압 조건에서의 화염 및 연기 거동에 대한 이해를 증진시키고자 하였다. 화재 해석 결과는 화재 발열량의 크기가 환기 시스템에 의해 공급되는 공기량에 의해서 민감하게 영향을 받게 됨을 보여주었다. 거실과 부속실에서의 속도분포 분석 결과를 통해 급기가압의 조건에서도 화재 연기가 문의 상층부를 통해 부속실로 유출될 수 있음을 확인하였다. 이를 통하여 급기가압 제연시스템의 설계와 적용에 있어서 화재 크기와 공간적 특성과 같은 요인을 고려하는 것이 매우 중요하다는 것을 확인할 수 있었다.