• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.66-69
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• 2012

Field Model에 의한 화재해석방법은 화재현상을 지배하는 망정식윤 직접 해석하기 때문에 Zone model에 비해 공간내의 상세 정보를 제공함과 동시에 다양한 화재형태에 내해 보편적인 적용이 가능하다. Field model은 해석영역을 구성하는 격자점에 대해 이산화된 지배 방정식을 해석하는 과정에서 차분방법이나 격자의 크기에 따라 수치오류가 발생할 수 있다. 특히 격자수는 계산시간에 영향을 미치는 가장 중요한 인자이기 때문에 효율적인 계산을 위해서는 격자크기의 최적화가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 구획공간 화재의 최적 격자크기 선정을 위해 격자해상도(Grid Resolution)에 따른 해석결과의 독립성을 비교분석하고 이를 통해 구획공간화재에 대한 격자 최적화 방법에 대해 논의하고자 한다. 화재크기 및 특성 길이에 따른 격자의존성을 파악하기 위해 ISO-9705 표준화재실에 내해 적용된 격자크기는 최소 3 cm에서 최대 30 cm까지 총 7 종류의 격자크기에 대해 FDS 해석이 수행되었다. 해석결과, 환기량이 충분한 화재에 대해서도 격자해상도가 16보다 작은 경우 출입구의 유동은 격자에 따른 독립성을 확보하지 못하는 것으로 나타났으며 화재발열량이 증가함에 따라 독립적인 해석해를 얻기 위해서는 더 큰 격자해상도를 요구하는 것으로 나타났다. 따라서 현재 실무에서 격자최적화를 위해 사용되고 있는 격자선정법에 대한 재검토가 필요하며 화재특성 및 구획공간 조건에 따른 최적격자 조건을 도출하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.53-58
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• 2010

발열량은 화재현상을 이해하고 화재의 위험도를 평가하는데 있어서 가장 기본이 되는 물리량으로 화재강도를 나타내는 척도로 인식되고 있다. 발열량의 신뢰성은 화재 물성이나 공간화재 특성의 이해뿐만 아니라 화재해석을 통한 위험성 평가에 있어서 중요한 요소이기 때문에 측정의 신뢰성이 매우 중요하다. 본 연구에서는 수치해석 모델을 통하여 화재 발열량계의 배기덕트 구조에 따른 내부 유동특성을 파악하고자 한다. 해석결과를 바탕으로 각 측정점의 위치에 따른 상태오차 정도를 분석하고 산소소모법에 의해 계산된 발열량을 비교한다. 화재 발열량계의 수치해석을 통하여 발열량 산정의 오차특성을 평가함으로써 발열량계 설계 과정을 최적화하고 효과적인 발열량계 운영을 위한 기초자료를 얻는데 기여하고자 한다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.402-407
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• 2011

최근 친환경 자재를 사용한 건축물이 증가하면서 전통 가옥 뿐만 아니라 다양한 형태의 목조 건축물들이 많이 지어지고 있다. 목재는 건축자재로서 우수한 장점이 많은 반면 화재에 취약한 치명적인 단점을 갖고 있다. 본 연구는 목재건축물의 화재특성을 분석하기 위하여 목재건축물의 화재해석 모델링을 구성하고 수치해석하였으며, 화재시 화염전파의 패턴을 분석하였다. 발화는 내부발화와 외부 화염전이로 구분하였으며 내부발화는 다시 건물 중앙 발화와 벽면발화로 구분하여 수치해석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.627-635
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• 2021

본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강합성 교량 상부구조의 화재손상 및 구조성능평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 비선형 열적·열역학적 특성이 고려된 유체-구조 연성 화재해석 기법이 제안되고, 각각 ANSYS FLUENT 및 Mechanical solver에 연결되어 해석이 수행된다. 이는, 실제 강합성 교량 화재사고와 비교·검증되며, 검증된 해석기법을 통해 화원에서 교량 하부 플랜지까지 이격거리에 따른 화재별 부재의 온도분포 및 구조성능이 평가된다. 해석결과, 강합성 교량 상부구조의 콘크리트 슬래브 및 강재 거더 하부 플랜지의 경우 실제 화재사고에 대하여 임계온도를 초과하였다. 또한, 화원 이격거리가 13 m 이상일 경우 유조차 화재사고에 대한 강합성 교량 구조물의 화재손상이 안전한 것으로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 추계학술대회 초록집
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• pp.182-183
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• 2013

FDS(Fire Dynamics Simulator)는 국내에서 화재해석을 위해 사용되고 있는 가장 보편적인 소프트웨어 중의 하나이다. 미국의 NIST에서 25년간 지속적인 업그레이드를 통해 개발되어 오고 있으며 인터넷 상에서 무료로 배포되고 있어 전 세계의 화재관련 연구자 및 학생들이 연구 및 학습의 목적으로 사용하고 긴 기간동안 많은 전문가들에 의해 검증되어온 소프트웨어이다. 하지만 FDS가 난류해석을 위해 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES(Large Eddy Simulation)모델은 현재까지 발표된 LES모델 중 가장 초기의 모델로서 건축물과 같이 복잡한 형상을 갖는 계산영역에서는 결과의 신뢰성이 많이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 FDS의 대공간의 화재해석 성능을 평가하는 것을 목적으로 스페인 Murcia에서 수행된 Murcia Atrium Fire Test를 해석 대상으로 하여 FDS가 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES모델 및 3가지의 다른 LES모델을 사용하여 대공간 내부의 연기유동을 해석하였으며 그 결과를 비교하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2012년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.420-423
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• 2012

원자력 발전소는 화재 발생 시 대규모 피해를 야기하는 특수한 시설물로서 일반 건축물에 비하여 매우 엄격한 화재 안전 기준을 적용하고 있으며 일반 건축물과 차별화된 화재안전 설계 조건을 요구한다. 본 연구에서는 원자력 발전소의 화재안전성을 평가하기 위한 기초연구로써 원자력 발전소 내 주 제어실(이하 MCR)에 대해 화재시나리오 및 환기조건에 따른 화재해석모델의 계산결과를 비교분석하여 각 해석모델의 특성을 파악하고자 한다. MCR 내 화재안전성을 평가하기 위해 Field Model인 FDS 와 Zone Model인 CFAST를 이용하였으며 NUREG/RC-6850, NUREG/RC-1894에 기초하여 화재시뮬레이션을 수행하였다. 해석결과로써 연기농도, 가시거리, 연층높이 등의 데이터를 분석하여 MCR내의 거주가능 시간을 평가하였으며 이를 통해 원자력 시설물의 안전성 확보를 위한 정량적인 자료를 제공하고자 한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.477-483
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• 2007

본 연구에서는 전력구나 공동구와 같은 지하 콘크리트박스구조물의 화재발생시 온도분포와 박리거동에 대한 수치해석을 수행하였다. 해석에 사용된 온도장은 터널화재에 사용하는 화재곡선을 기본으로 하고 화재시 내부공간에 대한 열유체해석을 수행하여 온도분포를 결정하였다. 박리거동은 탈수화도를 따라 콘크리트의 온도가 기준값에 도달하였을때 발생하는 것으로 하였다. 이때 박리가 일어난 요소를 제거하고 경계조건과 요소망을 재생성하여 해석을 반복수행하였다. 3개의 화재 시나리오에 따라 해석을 수행하였고, 해석결과는 각 시나리오별로 타당한 박리거동을 보여주었다. 각 시나리오에 따른 구조물의 내하력은 본 논문의 2편에서 산정되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 추계학술대회 초록집
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• pp.208-209
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• 2013

본 연구에서는 철갑소이탄이 장갑을 관통한 후 전투시스템 내의 적재포탄(고폭탄 또는 추진제)에 피탄되었을 때 순간화재 발생확률에 대해 전산해석을 수행하였다. 장갑은 RHA 재질로 설정하였고, 장갑 두께를 5~30 mm까지 5 mm씩 증가시키며 전산해석을 실시하였다. 고폭탄은 COMPB, TNT, PBX가 사용되었으며 추진제는 ANB가 사용되었다. 본 해석은 Autodyn 프로그램을 사용하였으며, 순간화재 발생 여부를 해석하기 위해 Lee-Tarver ignition and growth model을 사용하였다. 해석 결과, 철갑소이탄이 고폭탄 TNT와 PBX에 피탄되었을 때, 순간화재 발생확률이 모두 100%를 나타내었으며, 고폭탄 COMPB의 경우, 0.8~0.08%로 나타났다. 추진제 ANB의 순간화재 발생확률은 3.8~3.6%로 나타났다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2009년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.93-99
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• 2009

본 연구는 ISO-9705 표준화재실의 40% 축소모형실험 결과와 FDS 화재해석 결과의 비교분석을 통하여 FDS 화재해석 모델에 적용된 CO 와 soot의 생성율(yield rate)에 기초한 접근방식의 타당성을 검토한다. 일반적으로 생성율은 연료적인 특성인 동시에 공간의 환기조건이나 열적조건등에 영향을 받게 된다. 그러나 FDS 해석에 적용되는 연료의 생성율은 환기량이 충분한 상태(well ventilated condition)에서 측정되어진 물성으로써 공간내부의 CO와 soot 농도는 연료의 종류와 화원의 크기에 의해서만 결정된다. 따라서 환기조건과 연료특성에 따른 화재공간 내부에서의 CO와 soot 농도를 측정하여 이 결과를 FDS 시뮬레이션 결과와 직접 비교함으로써 환기조건 및 연료종류에 따른 CO 와 soot의 생성율 개념의 타당성을 고찰해보고자 한다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2010년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.9-15
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• 2010

화재시뮬레이션을 통한 화재 해석 시 Grid의 간격은 해석의 정확도를 결정짓는 중요한 요인 중 하나이다. 일반적으로 Grid의 간격의 계산은 화재 강도에 따른 화염의 높이를 계산하여 이의 1/10크기 간격을 적용하였다. 그러나 일반적인 구조물과 달리 펠릿구조물의 경우 적층의 구조와 다공성을 가지기 때문에 기존의 산정법에 의한 계산은 실제 화재와 다른 양상으로 나타날 수 있다. 본 연구에서는 SFPE 방화공학 핸드북에서 제시된 목재펠릿의 화재강도 실험결과를 기준으로 총 3CASE의 Grid 간격 설정으로 화재해석을 실시하였으며 이를 비교 분석하였다.