The behavior of fire plumes has not yet been clearly identified for cases where sidewalls are installed near an opening in an unconfined space. In this research, we aim to quantitatively identify the effects on fire spread when sidewalls are located on both sides of an opening. Specifically, we focus on the effects on the fire plume of the relation between the location of sidewalls and the opening, and carry out a scale-model experiment to devise a flame height model and to evaluate the temperature distribution along the central axis of the flame.
남서태평양 열수해역의 화학적 환경특성을 이해하기 위하여 수온, 염분, 투명도, pH, 영양염 및 황화수소 등을 분석하였다. 시료는 마누스분지의 12개 정점에서 CTD를 이용하여 채취하였다. 열수작용은 해수 및 암석간의 순환작용에 의해 이들의 물리, 화학적 특성을 변화시키고, 주변의 해수와는 특성이 다른 열수가 plume을 형성하여 해양으로 공급된다. 본 연구에서는 남서태평양 PACMANUS 해역과 Susu Knolls 해역에서 투명도 및 황화수소를 이용하여 열수작용에 의한 plume을 확인하였다 특히, 열수환경을 지시하는 지화학적 추적자인 황화수소는 0${\sim}$3.31 ${\mu}$M 범위와 평균 0.63${\mu}$M을 보였다. 열수작용에 의한 plume의 높이, 분출량 및 활동도는 저층해류 순환 등의 영향을 받으며 수층의 등밀도면을 따라 주변 해수로 확산된다. 결과적으로 연구 해역에서의 황화수소 농도 이상치는 열수작용에 의한 영향으로 판단되고, 따라서 PACMANUS 해역의 남북방향에 가장 큰 공급원이 있을 것으로 보인다.
국내 원전에 적용하기 위한 기체 방사성 물질 확산 및 피폭 평가 코드를 개발하였다. 정상 운전에 의한 기체 방사성 물질 확산 및 피폭 평가에는 직선 궤도 가우시안 플륨 모델을 사용하는 XOQDOQ 코드가 사용되어 왔다. 본 연구에서는 이 코드의 단점인 발전소 주변 지역에서의 바람 방향의 영향, 산악 지형에 대한 모델, 습식 침적에 대한 개선이 이루어졌다. 현실적인 유효 고도 보정 및 산악 침투 모델을 통해서 산악 지형에 대한 고려를 하였고, 바람 발생 확률 빈도를 수정하여 직선 궤도 모델을 보완하였다. 개발된 코드는 영광원전의 주민피폭선량평가를 위해 채택되었으며, 산악이 많은 우리 나라 다른 발전소에 적용하기 위해 산악지형 입력변경을 통하여 적절히 사용될 수 있을 것이다.
For the prediction of the ventilation rate for removing the non-isothermal concentrated fume from the semi-enclosed space, the computational fluid dynamics (CFD) analysis was done. Securing the proper ventilation conditions in emergency state such as in fire is crucial factor for the protection of the resident in the space. In the analysis for the determining the proper ventilation rate, the experimental study had the limitation for simulating the versatile conditions of fume development. The theoretical and computational method had been chosen as the alternate tool for the experimental analysis. In this study, the CFD analysis was done on the defined model which already had been done the experimental analysis by the previous workers. By comparing the prediction on the plume heights and the ventilation rates by the CFD analysis at, and in the parametric model of $1m^3$ with those of the previous experimental works, the feasibility of the computational analysis was evaluated. For the required ventilation rate analyzed by the CFD analysis was over predicted in 7.1% difference with that of the experimental results depending on the different plume height. With the comparison with the analytical Zukoski model at, the CFD analysis on the ventilation was under predicted in 8.3%. By the verification of the feasibility of the CFD analysis, the extended analysis was done for getting the extra information such as the water vapor distribution and $CO^2$ distribution in the semi-enclosed spaces.
In order to investigate the fire-induced smoke movement in a three-dimensional room with an open door, numerical and experimental study was performed. The center, wall, and corner fire plumes for various sized fires were studied experimentally in a rectangular pool fire using methanol as a fuel. The numerical results from a self-developed SMEP (Smoke Movement Estimating Program) field model were compared with experimental results obtained in this and from literature. Comparisons of SMEP and experimental results have shown reasonable agreement. As the fire strength became larger for the center fires, the air mass flow rate in the door, average hot layer temperature, flame angle and mean flame height were observed to increase but the doorway-neutral-planeheight and the steady-state time were observed to decrease. Also as the wall effect became larger in room fires, the hot layer temperature, mean flame height, doorway-neutral-planeheight and steady-state time were observed to increase. In the egress point of view considering the smoke filling time and the early spread of plume in the room space, the results of the center fire appeared to be more dangerous as compared with the wall and the corner fire. Thus it is necessary to consider the wall effect as an important factor in designing efficient fire protection systems.
본 연구의 목적은 화재 예측모델로 널리 사용되는 FDS(Fire Dynamics Simulation) ver. 4.07을 여객열차 화재예측에 적용하기 위하여 민감도 분석(Sensitivity analysis)을 수행하는 것이다. 주요 분석 변수(Parameter)는 격자 크기(Grid size)와 Solid angle number이다. 분석결과, 격자크기의 변화는 온도(Plume temperature 상부층 온도(Upper layer temperature), 연기층 높이(Layer height)결과 값에 약$10{\sim}20%$의 차이를 갖게 하는 주요 민감도 변수이며 Solid angle number는 민감도에 영향을 크게 미치지 않는 것으로 분석되었다. 또한, 0.05m의 Grid size가 0.1m보다 결과 해상도가 높은 것으로 나타났다.
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.
Air quality impacts of point and area sources were analyzed by using ISCST2 with wind speed and stability class combinations of SCREEN. Stack height was important in determining the impact of point sources. With the stack height reduced to 21m from 75m, the concentration in the vicinity increased several times in spite of decreasing the emission rate by half. When the emission rates were same, concentrations from an area source of 10m release height were slightly lower than those from a point source of 21m stack height at the plume centerline. Bur the area source resulted in larger area of high concentration. Concentration from the point source was high in neutral to slightly unstable conditions with strong winds in a short distance, and in stable conditions with weak winds in a long distance. Concentration from the area source decreased with distance from the source, and was high in stable conditions with weak winds.
In this study, the height of the flame required to estimate the heat flow path and flame spread in pool fire has been applied by the empirical formula, but it is calculated without applying the pressure and temperature parameters of the fire room. Until now, the height of the flame applied to pool fire was $l_F=0.235Q^{2/5}-1.02D$ in the Heskestad empirical formula, but accurate temperature calculation was not possible due to the temperature and pressure which are not influenced by the flame height. Therefore, applying the temperature and pressure around it can calculate the exact flame height, which can be applied to fire investigation and fire dynamics. The structure of the flame is divided into a continuous flame, an intermittent flame, and a buoyancy flame, but it is assumed that the flame height is calculated from the visual aspect to the intermittent flame region, and the temperature of the buoyancy flame is very low. The effect of heat of vaporization on the height of flame was investigated. The results showed that flame height was different according to the pressure and temperature around the fire room.
In order to how well predict ISCST3(lndustrial Source Complex Short Term version 3) model dispersion of air pollutant at point source, sensitivity was analysed necessary parameters change. ISCST3 model is Gaussian plume model. Model calculation was performed with change of the wind speed, atmospheric stability and mixing height while the wind direction and ambient temperature are fixed. Fixed factors are wind direction as the south wind(l80") and temperature as 298 K(25 "C). Model's sensitivity is analyzed as wind speed, atmospheric stability and mixing height change. Data of stack are input by inner diameter of 2m, stack height of 30m, emission temperature of 40 "C, outlet velocity of 10m/s. On the whole, main factor which affects in atmospheric dispersion is wind speed and atmospheric stability at ISCST3 model. However it is effect of atmospheric stability rather than effect of distance downwind. Factor that exert big influence in determining point of maximum concentration is wind speed. Meanwhile, influence of mixing height is a little or almost not.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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