• 한국안전학회지
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• 제32권2호
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• pp.14-20
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• 2017

A numerical study was conducted to identify the predictive performance for the bare-bead thermocouple (TC) using FDS (Fire Dynamics Simulator) in simulated thermal environments of fire. A relative prediction bias of TC temperature calculated from reverse-radiation correction by FDS was evaluated with the comparison of previous experimental data. As a result, it was identified that the TC temperatures predicted by FDS were lower than the temperatures measured by bare-bead TC for the ranges of heat flux and gas temperature considered. The relative prediction bias of TC temperature by FDS was gradually increased with the increase in radiative heat flux and also significantly increased with the decrease in the gas temperature. Quantitatively, at the gas temperature of $20^{\circ}C$, the TC temperature predicted by FDS had the relative bias of approximately -20% with the radiative heat flux of $20kW/m^2$ corresponding to thermal radiation level of the flashover. It is predicted from the present study that more accurate validation of fire modeling will be possible with the quantitative prediction bias occurred in the process of reverse-radiation correction of temperature predicted by FDS.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권2호
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• pp.129-149
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• 2010

The objective of this study is to formulate a general 3D material-structural analysis framework for the thermomechanical behavior of steel-concrete structures in a fire environment. The proposed analysis framework consists of three sequential modeling parts: fire dynamics simulation, heat transfer analysis, and a thermomechanical stress analysis of the structure. The first modeling part consists of applying the NIST (National Institute of Standards and Technology) Fire Dynamics Simulator (FDS) where coupled CFD (Computational Fluid Dynamics) with thermodynamics are combined to realistically model the fire progression within the steel-concrete structure. The goal is to generate the spatial-temporal (ST) solution variables (temperature, heat flux) on the surfaces of the structure. The FDS-ST solutions are generated in a discrete form. Continuous FDS-ST approximations are then developed to represent the temperature or heat-flux at any given time or point within the structure. An extensive numerical study is carried out to examine the best ST approximation functions that strike a balance between accuracy and simplicity. The second modeling part consists of a finite-element (FE) transient heat analysis of the structure using the continuous FDS-ST surface variables as prescribed thermal boundary conditions. The third modeling part is a thermomechanical FE structural analysis using both nonlinear material and geometry. The temperature history from the second modeling part is used at all nodal points. The ABAQUS (2003) FE code is used with external user subroutines for the second and third simulation parts in order to describe the specific heat temperature nonlinear dependency that drastically affects the transient thermal solution especially for concrete materials. User subroutines are also developed to apply the continuous FDS-ST surface nodal boundary conditions in the transient heat FE analysis. The proposed modeling framework is applied to predict the temperature and deflection of the well-documented third Cardington fire test.

• 대한안전경영과학회지
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• 제11권2호
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• pp.77-85
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• 2009

Considering heat insulation and beautiful sight of construction, making use of exterior panels is increasing. Recently the exterior panels now are weak very much, and so in consequence of the weakness fire spreads rapidly. Compared with internal fire, external vertical fire spread rate goes rapidly and it is extensive in spread range, therefore it is dangerous very much. Accordingly, under present condition of poor standard of exterior panels, it is required to take measure to meet the appropriate situation. In this study, by making use of FDS(Fire Dynamic Simulation) program about external vertical fire of high rise building, fire behavior is searched by computer. It is important that realizing by computer fire modeling about external vertical fire must be included certainly in procedure of fire performance design in the future. In modeling program, FDS version 5 is available, and aluminium composite panel is applied in external panels. In this study, for realizing of actual fire condition, FDS is applied by details of fire scenarios considering influence of wind.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.40-52
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• 2012

본 논문에서는 원자력발전소의 모터제어반 스위치기어실 화재 모델링에 대한 입력변수 불확실성 분석을 수행하였다. 화재모델링은 FDS 5.5를 사용하였고 FDS 입력변수 램던 샘플링은 라틴하이퍼쿠브 몬테칼로 방법을 이용하였다. 본 연구에서 수행한 입력변수 불확실성 분석 결과를 비교하기 위해 NUREG-1934의 화재모델링 결정론적 불확실성 분석과 민감도 분석 방법을 이용한 분석도 수행하였다. 분석결과, 본 연구의 모터제어반 스위치 기어룸 화재 모델링에 대한 입력변수 불확실성 분석방법이 NUREG-1934의 방법보다 보수적인 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.31-39
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• 2013

원자력발전소의 강제 환기가 적용된 밀폐된 다중구획에서 실규모 pool 화재를 모사하기 위하여 FDS가 적용되었다. FDS의예측성능은 수치결과와 OECD/NEA 화재실증실험 국제공동연구 프로젝트(PRISME)를통해 얻어진 실험결과의비교를 통해 평가되었다. 단순한 연소모델의 적용으로 발생되는 FDS의 본질적인 한계를 제외하고 FDS 수행과정에서 발생된 사용자 의존성에 따른 FDS의 예측결과 차이를 명확히 확인하기 위하여, 과환기 화재조건이 본 연구에서 검토되었다. 특히 강제 환기시스템에서 정확한 경계조건의 중요성이 상세하게 논의되었다. 급기 및 배기를 위한 환기구의 경계조건은 구획 내부의 열 및 화학적특성에 큰 영향을 주고 있음을 FDS 결과를 통해 알 수 있었으며, 정확한 경계조건이 부여된 FDS는 원전 타입의 다중 구획 내부의 온도, 열유속 및 화학종 농도를 정량적으로 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.98-104
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• 2007

본 연구는 원자력발전소의 방화지역에 대한 화재위험을 전산유체역학모델인 FDS를 이용하여 평가한 내용이다. 원자로 안전정지를 유지하기 위한 스위치기어실이 화재지역으로 선정되었으며, 화재 시나리오는 가상 화재조건을 기준으로 구성되었다. 본 연구의 주요 목적은 화재 모델링의 주요 입력항목인 열 발생율과 분석 모델 격자 크기를 변경한 경우 프로그램에 의하여 나타나는 결과값의 민감도를 분석하는 것이다. 그 결과는 전산유체역학모델에서 개선이 필요한 항목과 함께 결론에 제시되었다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.93-98
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• 2008

On this study, The combustion properties in 3 kinds of sandwich panels based on ISO 13784-1(Room Corner Test for Sandwich panel building systems) using FDS Version 5 modeling method were tested and analyzed. Comparative analysis for those two results between FDS and real tests were made mainly concentrating on heat release rate.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.80-88
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• 2013

원자력발전소의 밀폐된 다중 구획에서 환기부족화재에 대한 FDS 검증이 수행되었다. 수치결과는 OECD/NEA PRISME 프로젝트를 통해 얻어진 실험결과와 비교되었다. 환기시스템의 수치 경계조건 및 FDS에 적용된 소화모델이 구획 내부의 열적 및 화학적특성에 미치는 영향이 상세히 논의되었다. 점화 및 소화 단계에서 구획 내부의 급격한 압력변동에 의해 변화될 수 있는 환기 유량의 수치 경계조건은 다중 구획 내부의 온도, 열유속에는 큰 영향을 주지 않지만, 농도의 정확한 예측을 위하여 주위 깊게 고려되어야 한다. FDS에 적용된 소화모델의 기본값은 인위적인 소화 및 재점화 현상을 동반하며, 해당 연료에 대한 수정된 소화모델의 정보가 적용되었을 때 환기부족화재에 대한 FDS의 결과는 실험결과를 매우 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.13-18
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• 2006

원자력발전소의 화재방호규정은 정성적인 화재위험성평가와 정량적인 화재위험도분석에 기반을 두며, 화재위험은 심층화재방어개념인 화재 예방, 화재 진압, 및 피해 최소화의 3가지 요소에 균형을 유지하면서 화재방호계획에 의해 관리되고 있다. 최근 화재위험 상세평가는 일반적으로 존모델 또는 필드모델을 이용하고 있다. 본 논문에서는 이런 추세에 따라 최신 화재모델링 도구인 FDS를 이용하여 원자력 발전소의 방화지역에 대한 정량적 화재위험분석 및 화재영향 평가가 가능한지 그 여부를 확인하였다. 이의 결과 화재모델링을 이용한 정량적 위험분석은 원자력발전소의 방화지역에 대한 정량적 위험도 분석뿐만 아니라 화재로 인한 원자로 노심 손상빈도를 개선할 수 있는 응용 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국안전학회지
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• 제31권1호
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• pp.25-32
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• 2016

A sensitivity analysis of FDS(Fire Dynamics Simulator) results for the input uncertainty of heat release rate (Q) which might be the most influencing parameter to fire behaviors was performed. The calculated results were compared with experimental data obtained by the OECD/NEA PRISME project. The sensitivity of FDS results with the change in Q was also compared with the empirical correlations suggested in previous literature. As a result, the change in the specified Q led to the different dependence of major quantities such as temperature and species concentrations for the over- and under-ventilated fire conditions, respectively. It was also found that the sensitivity of major quantities to uncertain value of Q showed the significant difference in results obtained using the previous empirical correlations.