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도로 터널 내 수소 제트 화염에 대한 CFD 해석 연구 (CFD analysis of the effect of hydrogen jet flame in road tunnel)

  • 박진욱;유용호;김휘성
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.629-636
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    • 2022
  • 국내의 친환경차는 현재 국내 총 등록차량 중 5.8% 비중을 차지하고 있으며, 대표적 친환경 차량 중 하나인 수소차는 정부의 수소 산업 부양 정책을 근간으로 시장에 보급 확대되어 현재 26,719대의 보급량을 기록하며 초년 대비 300배로 성장했다. 따라서, 보급 증가에 따른 수소차에 대한 안전성 검토 및 확보가 다방면에서 확대되어야 하는 시점이다. 본 연구에서는 수소차가 통행하는 반밀폐 공간 중 하나인 도로터널에서 수소차에 의한 제트화염 발생시 내부의 열 피해 영향에 대해 분석하였다. 상용코드인 Fluent를 사용하여 시뮬레이션하였으며, 마제형 터널을 대상으로 상용 수소차의 수소탱크 용량을 고려하여 제트 화염 분사량을 선정하였다. 또한, 제트화염의 방향 및 터널 벽면과의 거리 등을 변수로 하여 연구를 수행하였다. 그 결과로부터 도로 터널 내 제트화염 분출시 방향에 따라 일부 차이가 있으나 차량(분사 노즐) 기준 종방향으로 ±5 m, 인접한 터널 벽면 기준 횡방향 5~7 m 이내에서는 대부분의 구역에서 20 kW/m2 이상의 높은 복사열 방사가 발생되었다.

지하주차장 내 수소연료차의 수소 방출시 가연체적에 관한 수치해석적 연구 (A numerical analysis study on the flammable volume by leakage of hydrogen fuel vehicles in parking lot)

  • 이호형;김효규;유지오;김두영
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.439-449
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    • 2021
  • 최근 온실가스 저감과 더불어 저탄소배출 정책 등 환경오염에 관심이 증대되고 있다. 이에 따라 탄소배출을 저감할 수 있는 수소전지자동차를 비롯한 친환경 자동차의 보급률이 증가하고 있어 이에 대한 방재 및 안전관련 대책에 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 지하주차장의 장소에 국한하여 환기조건에 따라 수소연료자동차의 방출 시 수소의 농도 분포에 대한 위험정도를 수치해석을 통해 분석하였다. 그 결과, 수소탱크가 1개만 방출 될 경우 지하주차장 내 수소의 가연체적비는 최대 8.6%로 나타났으며, 환기가 지속적으로 이루어짐에 따라 연소가능한 수소의 체적비율은 150초 이후 1% 미만으로 감소되는 것으로 분석되어 기계적인 환기가 필수적인 것으로 분석되었다. 수소탱크 3개가 동시방출 또는 단계방출의 경우 최종적인 수소의 가연체적비율은 유사하지만 단계적으로 지연 방출함에 따라 방출 초기 수소의 가연체적비율의 증가폭이 낮은 것으로 나타났으며, 이에 따른 수소탱크 방출 시나리오의 추가적인 연구가 필요한 것으로 예상된다.

고현만의 조선소 주변 표층해수 중의 용존 중금속 농도 분포 (Distribution of Dissolved Heavy Metals in Surface Seawaters Around a Shipyard in Gohyun Bay, Korea)

  • 김경태;나공태;김종근;김은수;김종관;심원준
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.36-44
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    • 2015
  • 남해안 반폐쇄성 해역인 고현만 주변의 용존 중금속 오염과 시공간적 변화 경향을 파악하기 위하여 연구를 수행하였다. 해수 시료는 고현만에서 2003~2004년 사이에 18개 정점에서 계절별로 총 4회, 조선소 주변 7개 정점에서 2004년 3월에 1회 채취하였다. 고현만에서 2월과 5월의 해수 중 용존 Cd, Co, Cu, Ni, Pb와 Zn의 농도는 다른 시기보다 상대적으로 높은 농도를 나타내면서 공간적으로 큰 차이를 보였다. 이들 중금속은 만 내측 정점에서 외측정점으로 갈수록 감소하였으며, 조선소 주변에서 Cu, Pb, Zn은 시기에 따라 큰 변화를 보였다. 조선소에 인접한 정점의 Cu와 Zn 농도는 고현만 내측의 평균보다 2배 높은 농도를 나타내었다. Cu와 Zn은 염분과 높은 상관성을 보였으며, Cu와 Zn간에도 매우 높은 상관성을 보였다. 이러한 결과는 조사해역에서 Cu, Zn의 고농도는 조선소가 주요 오염원으로 영향을 미치고 있음을 지시한다. 따라서 조선소에 의한 중금속 오염 방지를 위한 해양환경관리 정책이 마련되어야 한다.