• 대한기계학회논문집B
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• 제24권1호
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• pp.68-74
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• 2000

Experimental investigation on flame spread along suspended droplet arrays have been conducted with various droplet spacings and ambient air velocities. Especially, an opposed air stream is introduced to simulate fundamental flame spread behaviors in spray combustion. High-speed chemiluminescence imaging technique of OH radicals has been adopted to measure flame spread rates and to observe various flame spread behaviors. The fuel used is n-Decane and the air velocity varies from 0 to 17cm/s. The pattern of flame spread is grouped into two: a continuous mode and an intermittent one. It is found that there exists droplet spcings, above which flame spread does not occur. The increase of ambient air velocity causes the limit droplet spacing of flame spread to become small due to the increase of apparent flame stretch. As the ambient air velocity decreases, flame spread rate increases and then decreases after taking a maximum flame spread rate. This suggests that there exists a moderate air flowing to give a maximum flame spread rate due to enhanced chemical reaction by the increase of oxidizer concentration.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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• pp.225-229
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• 2011

The aluminum composite panel are widely used for the external materials of high rise building because of well insulation of heat and sound and improved Constructability. However, the polyethylene in main material of the aluminum composite panel shows weakness in thermal and fire resistances. For this reason, flame is spread more quickly when the fire break out. Therefore, the potentiality of fire spread to the exterior wall is high due to difficulty of early extinguishment and effect of external air. In this study, numerical investigation was performed by using FDS program for flame spread characteristics with various external air velocity and direction in ten-story building with the aluminum composite external materials. As a result, the flame spread velocity is 0.134m/s and it takes 224 seconds for flames to spread to the 10th floor without external air velocity. however, the flame spread velocity decreases 40% and it takes 348 seconds for flames to spread to the 10th floor when external air velocity is 2.5 m/s. and air direction is little effect compared to air velocity.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.80-83
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• 2008

The characteristics of the spread of a forest fire are generally related to the attributes of combustibles, geographical features, and meteorological conditions, such as wind conditions. The most common methodology used to create a prediction model for the spread of forest fires, based on the numerical analysis of the development stages of a forest fire, is an analysis of heat energy transmission by the stage of heat transmission. When a forest fire breaks out, the analysis of the transmission velocity of heat energy is quantifiable by the spread velocity of flame movement through a physical and chemical analysis at every stage of the fire development from flame production and heat transmission to its termination. In this study, the formula used for the 1-dimensional surface forest fire behavior prediction model, derived from a numerical analysis of the surface flame spread rate of solid combustibles, is introduced. The formula for the 1-dimensional surface forest fire behavior prediction model is the estimated equation of the flame spread velocity, depending on the condition of wind velocity on the ground. Experimental and theoretical equations on flame duration, flame height, flame temperature, ignition temperature of surface fuels, etc., has been applied to the device of this formula. As a result of a comparison between the ROS(rate of spread) from this formula and ROSs from various equations of other models or experimental values, a trend suggesting an increasing curved line of the exponent function under 3m/s or less wind velocity condition was identified. As a result of a comparison between experimental values and numerically analyzed values for fallen pine tree leaves, the flame spread velocity reveals has a error of less than 20%.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.63-69
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• 2008

산불의 확산특성은 일반적으로 가연물의 특성, 지형, 바람조건과 같은 기상 상태등과 관련이 있다. 산불의 발달과정에 있어 수치해석을 통한 확산예측 모델은 열전달 과정에 기본을 둔 열에너지 전달에 대한 해석이 가장 일반적인 방법론이다. 산불의 발생시 열에너지의 전파속도를 해석하는 것은 화염의 생성과 열전달, 그리고 소멸에 이르는 전 과정에 대한 물리적, 화학적 해석을 통해 화염의 이동에 따른 전파속도로 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고체연소물질의 표면화염전파에 대한 수치해석을 통해 1차원 지표화 확산모델식을 제시하였다. 1차원 확산모델식은 평지상태에서 풍속조건에 따른 화염의 전파속도 산정식으로써 지표연료의 화염유지시간, 화염의 높이, 화염의 온도, 지표연료의 착화온도 등에 대한 실험 및 이론식을 적용하였다. 실험값 및 다른 모델식과의 ROS 비교 결과, 풍속 3 m/s 이하의 조건에서는 지수함수식의 증가곡선을 나타내는 경향을 보였다. 침엽수종인 소나무 낙엽에 대한 수치해석값과 실험값을 비교한 결과, 풍속 1-2m/s 조건에서는 확산속도가 약 10% 상향예측이 되었고 풍속 3m/s 조건에서는 약 20% 하향예측 되었다. 따라서 앞으로 지표화 확산 예측을 위해 본 연구결과에서 얻어진 화염확산 알고리즘을 이용한 초기 산불확산 예측 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.57-62
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• 2009

경사면에서의 지표 연소물질에 대한 화염확산은 경사각변화에 따라 화염이 경사면과 가까워져 열전달이 많이 이루어져 확산이 빠르게 이루어진다. 기존 연구에서는 경사면에 대한 화염각 변화를 고려하지 않고 일반적으로 경사각의 기울어짐으로 인해 화염이 그 만큼 지표면과 가까워지는 것을 적용하였다. 따라서 본 연구에서는 경사면에서의 실제 화염의 성상에 대해 실험하였다. 그 결과 경사에 따른 화염기울기 산정식을 제안 하였고 경사조건에서의 화염기울기와 화염확산속도와의 관계에 대해 기술하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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• pp.154-161
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• 1997

Several studies have developed upward flame spread models which use somewhat different features. However, the models have not considered the transient effects of the igniter and the burning rate. Thus, the objective of this study is to examine a generalized upward flame spread model which includes these effects. We shall compare the results with results from simpler models used in the past in order to examine the importance of the simplifying assumptions. We compare these results using PMMA, and we also include experimental results for comparison. The results of the comparison indicate that flame velocity depends on the thermal properties of a material, the specific model for flame length and transient burning rate, as well as other variables including the heat flux by igniter and flame itself. The results from the generalized upward flame spread model can provide a prediction of flame velocity, flame and pyrolysis height, burnout time and position, and rate of energy output as a function of time.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.229-236
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• 2022

동일 분체특성의 분진이 평균입경, 농도, 분진조건(부유 또는 퇴적) 변화에 따른 화재폭발 위험성을 조사하였다. 이를 위해 20L분진폭발시험장치, 열중량분석장치, 연소속도시험장치(UN시험법)를 사용하였다. 4종 분진(Sugar, Mg, Al, Zr)의 입경이 서로 다른 8개 분진 시료에 대하여 부유 분진의 폭발특성과 화염전파속도(FPV), 그리고 퇴적분진의 화염확산속도(FSV)를 조사하였다. 부유 분진 조건에서 Mg 및 Al 분진은 입경이 감소하면 폭발 위험성이 증가하였지만, Sugar는 입경 변화에 따른 폭발 위험성의 영향이 거의 나타나지 않았다. 부유 분진의 화염전파속도(FPV)는 마이크로 범위에서의 입경 변화보다 마이크로에서 나노로 입경이 감소하면 크게 증가하였다. 퇴적층의 화염확산속도(FSV)는 수평면(기울기 0°)보다 경사면(기울기 30°)에서 증가하는 경향을 나타냈으며, 경사면(기울기 30°) 퇴적층 조건에서는 상방 전파가 하방 전파보다 높게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.252-257
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• 2008

산불은 산림이 울창해짐에 따라 대형화되고 화재에 의한 피해면적이나 그 피해액은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 산불은 바람의 속도, 초지의 습도, 높이, 열량 등 많은 환경변수들의 차이에 따라 화염전파속도가 달라진다. 산불의 화염전파속도에 이러한 환경변수가 주는 영향을 정확히 예측한다면 산불 진화에 많은 도움이 되지만, 아직 정확한 영향에 대한 분석이 구축되어 있지 않다. 본 연구에서는 NIST에서 개발된 산불 화염전파 예측프로그램인 WFDS를 이용하여 다량의 실험 데이터를 보유하고 있는 호주의 초원화재실험조건을 기본 시뮬레이션 조건으로 설정하고, 수치해석결과와 실험결과를 비교하였으며, 이를 기준으로 초본의 높이와 바람속도의 변화에 따른 화염전파속도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 수치해석 결과 표면연료의 높이와 화염전파속도는 의 관계를 가지고, 바람의 속도에 따른 화염전파속도는 호주의 실험값에 비해 17%가량 하향 예측되었다. 또한 바람의 속도가 7.5m/s이상 높아지면, 열분해 된 가연물질이 빠른 바람의 속도에 의한 이동으로 인해 농도가 낮아지므로, 화염전파속도가 늦어진다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.61-68
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• 2007

본 연구에서는 지하생활공간을 대상으로 풍속의 변화에 대한 축소모델 실험을 통하여 열유동 및 화재성상을 분석하였다. 풍속이 증가할수록 화재실의 온도상승 시간은 빨라지고, 실의 온도도 증가하였다. 그리고 풍속이 증가할수록 화재실의 개구부에서 최고온도를 나타내었다. 화재확산에 따른 열유동은 풍속이 증가할수록 와류확산을 촉진시켜 연기발생과 화염의 크기를 증가시키고, 인근실의 내부보다 통로에서 높은 온도분포를 나타내었다. 끝으로 지하생활공간의 화재시 열유동은 풍향과 풍속에 의해 화재확산이 결정되어지고 풍속이 증가할수록 온도증가와 감소는 빠르게 진행됨을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.22-27
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• 2014

본 연구에서는 Fuel bed를 이용한 실험을 통하여 지표화 확산에 의한 온도 분포, 화염 높이, 복사열, 확산속도 등을 측정하였다. 실험 변수로는 수종, 풍속 및 경사도 등을 사용하였다. 수종으로는 침엽수종인 소나무 낙엽과 활엽수종인 굴참나무 낙엽을 사용하였다. 풍속은 터널식 방 구조에서 간이풍속 장치를 이용하여 1 m/s, 3 m/s, 5 m/s 풍속을 조절하여 실험하였다. 경사도는 Fuel bed의 기울기를 $0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$로 변화시켜 가며 조절하였다. 온도 분포 및 확산속도를 측정하기 위하여 K-type 1.6 mm 열전대를 35개를 격자모양으로 배치하였다. 측정을 위하여 복사열량계를 사용하였으며 이외에도 비디오 카메라 및 열화상 카메라를 사용하였다.