• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권1호
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• pp.12-16
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• 2016

FDS를 사용한 환기부족 화재 시뮬레이션의 문제점을 재확인하고 FDS의 환기부족 화재 판단기준을 제시하기 위하여 ISO 9705 화재실 내 1000~3000 kW의 프로판 화재에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 화재규모가 2000 kW 이상일 때 1500 kW의 경우보다 온도가 낮게 예측됨을 확인하였다. FDS를 사용할 때 환기부족 화재에서는 화재규모가 증가해도 산소부족으로 열방출률은 증가하지 않았다. 이에 따라 화재 시뮬레이션에 있어서의 환기부족 화재 판단기준으로 열방출률이 사용될 수 있으며, ISO 9705 화재실에서는 화재규모가 1700 kW 이상일 때 환기부족 화재가 예측됨을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.103-109
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• 2009

본 연구에서는 환기부족 조건의 구획화재에 대하여 FDS(Ver. 5.2)를 이용하여 수치해석을 수행하였고 열적 특성 및 연소 가스 생성 특성에 대한 예측성능을 평가하였다. ISO-9705 표준화재실의 2/5 크기 모형에 대한 메탄 및 헵탄, 톨루엔 화재를 모사하였으며 고온 상층부의 온도, 연소가스 농도 등에 대하여 기존의 실험 결과와 비교하였다. 실험결과와의 비교를 통해 FDS가 천정의 온도와 과환기 조건의 혼합분율의 예측에 있어서 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 그러나 화재 크기에 비해 산소의 유입량이 충분치 않은 환기부족 조건에서는 일산화탄소 및 그을름의 발생량을 실험값에 비해 크게 하향 예측하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제13권3호
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• pp.156-161
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• 2008

The present article reports a numerical study on the fire characteristic change by water-mist in under-ventilated compartments. The natural gas and heptane pool fires are used as fire sources, which are located in the bottom center of the 2/5 reduced-scaled model of the ISO 9705 standard room. The fire modeling using the FDS (Fire Dynamics Simulator) is validated by comparison with previously published experimental results. For temperature and combustion gas concentrations at two positions located in the upper layer of compartment, the predicted results with and without water-mist are compared each other. The results show that under the water-mist operation, the predicted temperature and carbon monoxide concentration reduce as $300{\sim}400^{\circ}C$ and about 20%, respectively, compared to those without water-mist.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.93-99
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• 2011

본 연구에서는 환기부족 구획화재에서의 일산화탄소 발생에 대한 FDS의 예측성능을 평가하기 위해 수치해석 연구를 수행하였다. ISO-9705 표준 화재실의 2/5 크기의 모형 내부에 위치한 메탄과 헵탄 화염의 거동을 FDS Ver. 5.5를 이용하여 해석하였다. 해석 결과를 기존의 실험 결과와 비교함으로써 고온 상층부에서 연소가스 농도의 예측에 대한 FDS의 성능을 평가하고 CO 생성율이 국부 위치에서의 CO 농도 예측에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과로부터 이단반응 혼합분율 모델이 적용된 FDS Ver. 5.5가 CO 농도의 예측에 있어 이전 버전의 FDS에 비해 효과적임을 알 수 있었다. 또한 환기부족 화재조건에서 CO 생성율을 조절함으로써 실험값에 보다 근접한 CO 농도를 얻을 수 있었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.423-430
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• 2009

본 논문에서는 ISO-9705 공간의 2/5 스케일 축소모형에 대한 화재 실험에서 측정된 고온 상층부의 연소가스 농도를 혼합분율 개념을 도입하여 분석함으로써 환기부족 상태의 실내화재에서 발생되는 연소생성물의 특성을 파악하고자 한다. 화재실 내부 고온 상층부의 두 지점에서 측정된 잔존 탄화수소, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소, 수트(soot) 등의 성분비를 혼합분율의 함수로 내어 분석하였다. 또한 탄화수소 연료의 이상적인 반응에 근거한 상태 관계식과 비교함으로써 환기부족 화재에서 혼합분율 모델의 적용성을 분석하였다. 혼합분율 분석을 이용함으로써 측정된 수많은 데이터들을 화재 크기나 측정 위치에 상관없이 하나의 파라미터에 대해서 정리하여 전체적으로 분석할 수 있었다. 또한 혼합분율 분석에서 수트를 고려하는 것이 분석의 정확성을 크게 향상시킴을 확인할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.145-152
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• 2010

실규모 ISO 9705 표준 화재실에서 환기부족 화재를 대상으로 연소효율 개념에 대한 검토가 수행되었다. 특히 구획 외부에서 측정되는 총괄연소효율과 구획 내부의 고온 상층부에서 측정된 국부연소효율의 개념을 비교.검토하였다. 연료로는 다양한 범위의 연소열과 그을음 생성량을 갖도록 헵탄, 톨루엔 및 이소프로판올이 사용되었다. 주요 결과로서, 총괄연소효율은 총괄당량비 증가에 따라 비교적 선형적으로 감소한다. 반면에 국부연소효율은 총괄당량비 증가에 따라 2차 곡선의 형태로 크게 감소됨을 확인하였다. 위 결과를 통해 국부연소효율에 대한 정보는 구획 내부의 화재현상을 이해하는데 매우 유용한 변수임을 알 수 있었다. 또한 국부연소효율은 구획화재에 대한 상사과정에서 중요한 변수로 사용될 수 있음을 논의하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.2898-2914
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• 2022

When evaluating energy balance and temperature in reduced-scale fire experiments, which are conducted as an alternative to full-scale fire experiments, it is important to consider the similarity in the scale among these experiments. In this paper, a method considering the similarity of energy balance is proposed for setting the conditions for reduced-scale experiments of mechanically ventilated compartment fires. A small-scale fire experiment consisting of various cases with different compartment geometries (aspect ratios between 0.2 and 4.7) and heights of vents and fire sources was conducted under mechanical ventilation, and the energy balance in the quasi-steady state was evaluated. The results indicate the following: (1) although the compartment geometry varies the energy balance in a mechanically ventilated compartment, the variation in the energy balance can be evaluated irrespective of the compartment size and geometry by considering scaling factor F (∝h_effA_wR_T, where h_eff is the effective heat transfer coefficient, A_w is the total wall area, and R_T is the ratio of the spatial mean gas temperature to the exhaust temperature); (2) the value of R_T, which is a part of F, reflects the effects of the compartment geometry and corresponds to the distributions of the gas temperature and wall heat loss.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권5호
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• pp.367-373
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• 2008

A series of fire experiments has been conducted to provide an improved understanding of the fire structure of under-ventilated compartment fires. A comprehensive and quantitative assessment of gaseous species from the fire was made in the upper layer of fire in a 40 % reduced scale ISO 9705 fire compartment. The global equivalence ratio (GER) concept was used to characterize the fire behavior for various fire sizes, fuel types and ventilation conditions. The oxygen concentration in the upper layer reached to zero near the global equivalence ratio of $0.4{\sim}0.6$ while the carbon monoxide concentration increases with increasing the global equivalence ratio. Classification parameters of ISO19706 were also compared with the reduced scale experimental data for under ventilation fire.

• 한국연소학회지
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• 제15권3호
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• pp.32-39
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• 2010

An experimental study was conducted to investigate the relationship between global equivalence ratio(GER) and fire characteristics in an ISO 9705 room. Heptane fuel was burned with different fuel flow rates and doorway widths in order to force the room to be placed in different GER conditions. It was observed that after the onset of under-ventilated fire conditions, temperature and unburned fuel components such as CO and soot increased with increasing heat release rate (HRR), regardless of the doorway width. From the analysis of local mixture fraction, it was reconfirmed that the inclusion of soot production in the product composition was very important to predict accurately the chemical conditions inside the compartment, particularly for the under-ventilated fire conditions. In addition, the local equivalence ratio (LER) was directly proportional to the GER with a unit gradient regardless of doorway width when the soot production was included in the chemical products. This finding provided an important potential that the GER could be used to correlate the local thermal and chemical environment measured at the upper layer of a full-scale enclosure when soot was included.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.20-29
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• 2013

실규모 환기부족 구획화재에서 수직 개구부의 형상 및 위치변화에 따른 열 및 화학적 화재특성 변화를 수치적으로 검토하기 위하여, 이론적 최대 공기 유입량을 결정하는 환기인자($A\sqrt{h}$)와 heptane pool 화재의 질량 감소율이 모든 조건에 대하여 동일하게 설정되었다. 주요 결과로서, 출입문 형상의 변화는 구획 내부의 열 및 화학적특성 변화에 큰 영향을 미친다. 창문 위치의 변화는 화재지속시간 및 재순환 유동구조를 포함한 추가적인 화재특성의 복잡한 변화를 초래하였다. 이들 결과는 개구부 유동 및 연료/공기의 혼합현상을 포함한 다차원 유동 및 화재특성을 통해 상세히 분석되었다.