• 한국항공우주학회지
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• 제43권12호
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• pp.1089-1096
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• 2015

해상 운용 헬리콥터는 비상부주를 적용하여 탑승자의 안전한 탈출을 위해 일정시간 이상 안정된 상태를 유지할 수 있어야 한다. 규정에서도 헬기가 해상에 착륙 후 승객이 탈출할 수 있는 충분한 부양시간을 요구하고 있다. 이를 위해 국내개발 헬기의 비상부주 장비는 해수면에서의 안정성 입증을 위해 "Froude Scaling" 기법을 적용하여 수조시험을 수행하였다. 시험 형상 및 조건은 헬기 하중조건과 요구되는 규격을 고려하여 설정하였다. 시험결과 요구 조건인 해상 상태 코드4와 손상조건 해상 상태 코드2에서 안전성이 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.141-149
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• 2004

도로터널내 화재가 발생한 경우 자연환기와 종류식 환기시스템에서의 연기유동에 대한 연구가 수행되었다. Froude Scaling에 기초한 1/18 축적의 축소모형실험장치가 제작되었으며, 화원으로는 연료심지를 이용한 14.55kW 규모의 연소기가 사용되었다. 화원으로부터 등비간격으로 터널천정부근과 수직방향의 온도분포가 측정되었으며, 연소가스의 농도가 피난대피구 입구에서 측정되었다. 연구결과로서 자연환기시스템에서 비상대피구가 225m 간격으로 설치되어 있을 경우 비상대피구 구간의 연기확산시간은 256초가 되며, 20MW의 화재강도에 대해 화염역류를 완전히 방지하기 위해서는 터널풍속을 2.8m/s로 형성해 주어야 한다.

• 설비공학논문집
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• 제14권9호
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• pp.691-698
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• 2002

In this study, reduced-scale experiments were conducted to analyze smoke movement in tunnel fires according to vepntilation method. The 1/20 scale experiments were carried out under the Froude scaling using gasoline pool fires ranging from 6.6 to 10 cm in diameter corresponding to total heat release rate from 0.714 to 2.5 kW. Temperatures near the ceiling were lowered by installing the vent, and much lowered by operating fan compared wiht tile case without vent. In case of forced ventilation, the exhaust fan was more effective than the intake fan. Vertical temperatures at the upper part of the tunnel were also lowered by installing the vent. But, when suction fan was operated, temperatures at the lower part of the tunnel were higher than that without vent.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.49-53
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• 2004

본 연구에서는 터널 화재 시 임계속도에 대한 터널 경사의 영향을 파악하기 위하여 축소모형 실험을 실시하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20로 축소된 모형터널에서 실험을 실시하였으며, 가연 물질로는 에탄올 사용하였다. 정사각형 풀을 사용하였으며 발열량은 2.47∼12.30㎾이다. 임계속도가 발열량의 l/4승에 비례하여 증가하였다. 터널 경사가 증가할수록 굴뚝효과로 인해 연기의 유동속도가 증가하여 임계속도가 증가하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.21-32
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• 2000

본 연구는 터널에서의 화재성상을 파악하기 위해 실물 실험의 대안으로서 축소 모형 실험을 수행하였고 또한 실험결과와 비고분석하기 위하여 터널내에서의 화재에 대하여 연기거동을 수치해석하였다. 터널내에서의 연기유동은 Buoyancy force에 의해 지배되므로 Froude scaling링에 의해 얻어진 축소법칙에 따라 실물터널을 1/20로 축소한 모형에서 실험 수행하였고 검증하였다. 여기서 얻어진 결과를 수치해석 결과와 비교하였다. 수치해석은 3D 비정 렬 격자, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델등을 사용하였다. 분석결과 실험과 수치해석 결과가 어느정도 일침함을 확인하였고, 연층의 전달 속도, 온도 구배, 하강 높이를 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.92-98
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• 2002

본 연구에서는 제트팬이 설치된 터널에서 화재발생시 연기의 거동을 해석하기 위하여 축소실험을 실시하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20로 축소된 모형터널에서 실험을 실시하였으며 가연물질로는 휘발유를 사용하였다. 지름이 6.6∼ 12.5 cm의 화원을 사용하였으며 발열량은 7.714∼4.77 kW이다. 2.5 kW이하의 화재시 팬을 가동함으로 인하여 역기류가 팬 상류 약 40cm 이상 감소하였으며 팬 하류에서는 효과적으로 연기를 제어하였다. 팬 상류에서는 팬을 가동하지 않은 경우에 비해 연층은 하강하고 온도는 감소하였으나 터널 하부에서는 온도가 증가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.877-885
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• 2005

반 밀폐형 공간에서 발생되는 비등온 고농도의 연무를 제거하기 위해 필요한 배연량 산정을 위한 실형과 모형사이의 Froude 상사연구를 시행하였다. Zukoski의 연무상승 방정식을 기반으로 하는 무차원 상사방정식을 구성한 다음 체적 $1\;m^3(1\;m\;{\times}\;1\;m\;{\times}\;1\;m)$인 모형 A와 체적 $0.125\;m^3(0.5\;m\;{\times}\;0.5\;m\;{\times}\;0.5\;m)$인 모형 B를 사용하여 기하학적 상사성에 따른 파라메터인 무차원 에너지방출량과 무차원 질량유량과의 상관관계를 실험적으로 평가하였다. 실험적 결과는 고농도 배연에 관련하며 구성된 이론적 상사가 타당함을 보여주었고 본 연구에서 구성된 이론적 방정식이 범용으로 적용될 수 있음을 보여 주었다. 본 연구의 실험조건에서 제어공간에 투입된 최대 에너지량은 $20\;kW/m^3$이며 이 범위 이하의 열량 투입조건에서 배연량 대비 에너지 투입양 간의 상사가 잘 이루어졌다. 연구 범위의 에너지 투입조건에서 열적영향에 의한 필요 배연량의 증가는 단순한 양론적 추정 배연량에 비해 20-30% 추가되는 것으로 나타났다. 본 연구 자료를 바탕으로 고농도 비등온 조건에서 열부력 및 확산효과에 의해 이탈되는 제어대상 연무를 효율적으로 제어하기 위한 국소배기시스템의 설계 개선을 가져 올 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.55-60
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• 2005

본 연구는 터널내 화재 발생시 종류식 환기가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 $8.5cm{\sim}14.5cm$의 메탄올을 사용하였으며 발열량은 $3.57{\sim}10.95kW$이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널의 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 전압을 조절하였다. 메탄올 화재인 경우 배연속도가 증가할수록 냉각효과로 인하여 연소율은 감소하였으며, 또한 같은 무차원속도(V)일때 화원 크기가 커짐에 따라 연소율은 감소하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.109-117
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• 2005

본 연구는 터널내 화재시 배연속도가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20 크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 4.5cm~8.5cm의 헵탄을 사용하였으며 발열량은 3.71~15.6 kW이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널 상류 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 인버터를 조정하였다. 헵탄 풀화재인 경우 배연속도가 증가할수록 충분한 산소의 공급으로 연소율은 증가하였으며, 같은 무차원 속도($\bar{V}$) 일때 화원 크기가 작아짐에 따라 연소율은 증가하였다.

• 한국연소학회지
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• 제10권3호
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• pp.34-41
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• 2005

Hydrogen safety is one of the key technical issue with growing attention on utilization of hydrogen energy. This study is aimed to predict behavior of momentum-controlling buoyant jet and flame caused by hydrogen leakage from a high pressured tank. Approximate solutions were derived for the case of turbulent buoyant jet and diffusion flame in still air. In case of hydrogen jet with low Froude number (100-4000), computed jet trajectories were compared with experimental data and showed good agreement with them. Jet and flame trajectories and flame length of hydrogen are predicted and compared with the buoyant flame of propane. The results well show that buoyancy is dominant in the range of low Froude number, while initial momentum is dominant in the range of high Froude number. That effect is more distinct for hydrogen flame than the case of propane.