• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.510-514
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• 2008

우수 관거 시스템에서 맨홀의 설치 시 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 수두손실의 발생이 필연적일 수밖에 없다. 현재 계획 또는 설계단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 고려하여 설계를 수행하고 있으며, 맨홀에서의 수두 손실은 거의 대부분 고려되지 않고 있다. 단지 맨홀에서의 수두손실을 저감하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)상의 단차 및 인버트 규정만 있을 뿐, 우수 관거 설계에 직접적으로 필요한 적절한 맨홀의 손실계수가 제시되지 않고 있는 실정이다. 국외에서는 축소 수리 모형을 이용한 실험과 수치해석 기법 등을 이용하여 맨홀에서의 손실계수를 산정하는 연구가 꾸준히 진행되어 왔으나 국내에서는 맨홀의 손실계수 산정에 관한 연구가 미흡한 실정이며, 더욱이 맨홀에서의 손실계수 산정을 위한 상사성 적용에 관한 연구는 전무한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 맨홀의 축척 변화에 따른 손실계수의 변화를 분석하기 위하여 하수도시설기준(환경부, 2005)의 특 1호(사각형) 맨홀을 각각 1/2과 1/5로 축소 제작하고, 수리실험 장치를 제작하였다. Froude 상사 법칙을 적용하여 1/2의 축소 모형의 실험 조건을 1/5 축소 모형의 값으로 환산하였으며, 각 축소 모형에 대한 수리 실험을 실시하였다. 과부하된 맨홀의 손실계수를 예측하는데 Froude 상사법칙의 사용 가능성을 확인 하였으며, 1/2 축소 모형과 1/5 축소 모형에서 산정된 손실계수 값이 0.45로 일치하고 있으므로 우수 관거 시스템의 맨홀 설계 시, 축소 수리 모형실험에서 산정된 손실계수의 직접적인 적용이 가능하다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.141-149
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• 2004

도로터널내 화재가 발생한 경우 자연환기와 종류식 환기시스템에서의 연기유동에 대한 연구가 수행되었다. Froude Scaling에 기초한 1/18 축적의 축소모형실험장치가 제작되었으며, 화원으로는 연료심지를 이용한 14.55kW 규모의 연소기가 사용되었다. 화원으로부터 등비간격으로 터널천정부근과 수직방향의 온도분포가 측정되었으며, 연소가스의 농도가 피난대피구 입구에서 측정되었다. 연구결과로서 자연환기시스템에서 비상대피구가 225m 간격으로 설치되어 있을 경우 비상대피구 구간의 연기확산시간은 256초가 되며, 20MW의 화재강도에 대해 화염역류를 완전히 방지하기 위해서는 터널풍속을 2.8m/s로 형성해 주어야 한다.

• 물과 미래
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• 제29권3호
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• pp.143-152
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• 1996

도시하천의 복개구간내 흐름의 수리는 복개슬라브를 지지하는 말뚝군 주위에 발생하는 과류의 중첩 및 간섭효과 때문에 대단히 복잡하다. 본 연구에서는 말뚝군의 여러 가지 배치에 따른 배수위 상승효과를 정량적으로 산정하기 위한 방법을 제안하기 위해 광범위한 실험적 연구를 수행하였다. 배수위 상승을 지배하는 인자로는 말뚝군으로 인한 흐름단면의 축소율과 흐름의 Froude 수, 흐름 방향으로의 말뚝군 간격, 복개구간의 총길이 등으로 밝혀졌다. 흐름방향에 직각인 방향으로 교각을 설치한 경우 단면 축소율과 흐름의 Froude수가 배수위 상승에 미치는 영향을 분석하였으며 배수위 상승량의 산정을 위한 다중회귀분석식을 도출하였다. 흐름의 횡방향 및 종방항으로 배치시킨 말뚝군이 배수위 상승에 미치는 영향도 단면 축소율, 흐름의 Froude 수, 흐름방향의 말뚝간 간격 및 복개구간의 총길이 등의 항으로 분석하였으며, 실험자료의 다중회귀분석에 의해 이들 영향인자를 사용하여 배수위 상승률을 산정할 수 있는 경험식을 도출, 제안하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.49-53
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• 2004

본 연구에서는 터널 화재 시 임계속도에 대한 터널 경사의 영향을 파악하기 위하여 축소모형 실험을 실시하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20로 축소된 모형터널에서 실험을 실시하였으며, 가연 물질로는 에탄올 사용하였다. 정사각형 풀을 사용하였으며 발열량은 2.47∼12.30㎾이다. 임계속도가 발열량의 l/4승에 비례하여 증가하였다. 터널 경사가 증가할수록 굴뚝효과로 인해 연기의 유동속도가 증가하여 임계속도가 증가하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.21-32
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• 2000

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.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.92-98
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• 2002

본 연구에서는 제트팬이 설치된 터널에서 화재발생시 연기의 거동을 해석하기 위하여 축소실험을 실시하였다. Froude 상사를 사용하여 1/20로 축소된 모형터널에서 실험을 실시하였으며 가연물질로는 휘발유를 사용하였다. 지름이 6.6∼ 12.5 cm의 화원을 사용하였으며 발열량은 7.714∼4.77 kW이다. 2.5 kW이하의 화재시 팬을 가동함으로 인하여 역기류가 팬 상류 약 40cm 이상 감소하였으며 팬 하류에서는 효과적으로 연기를 제어하였다. 팬 상류에서는 팬을 가동하지 않은 경우에 비해 연층은 하강하고 온도는 감소하였으나 터널 하부에서는 온도가 증가하였다.

• 항공우주기술
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• 제7권1호
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• pp.15-23
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• 2008

본 논문은 항우연에서 운용 중에 있는 축소 로터 시험장치(General Small-scaled Rotor Test System, GSRTS)에 대한 구조 안전성 확보를 위한 구조해석 수행 결과를 제시하고 있다. 프루드(froude) 축소 및 마하(mach) 축소 시험을 수행하고, 관절형 및 무힌지 로터 등 다양한 로터 시스템 적용을 위해서는 시험장치의 안전성 확보와 운용상의 능력 범위를 확인하기 위해 로터 운용 조건에서 나오는 기준하중을 이용하여 구조 안전계수를 산출하였다. 특히, 구동계통(drive system)은 베어링 및 기어, 축 등으로 구성되어 있어 운용상의 안전성 확보가 우선적으로 요구되는 필수 항목이다. 구조해석은 구동계통의 기본 부품의 형상 및 재료 물성치를 이용하여 해석적 방법으로 구하였다. 본 로터 시험장치는 설계된 안전계수 안에서 운용을 해야 하며, 향후 KUH 축소 품동모델 시험을 적용할 때도 하중계산을 통해서 시험시 운용조건의 범위를 정해야한다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.55-60
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• 2005

본 연구는 터널내 화재 발생시 종류식 환기가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 $8.5cm{\sim}14.5cm$의 메탄올을 사용하였으며 발열량은 $3.57{\sim}10.95kW$이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널의 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 전압을 조절하였다. 메탄올 화재인 경우 배연속도가 증가할수록 냉각효과로 인하여 연소율은 감소하였으며, 또한 같은 무차원속도(V)일때 화원 크기가 커짐에 따라 연소율은 감소하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.109-117
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• 2005

본 연구는 터널내 화재시 배연속도가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20 크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 4.5cm~8.5cm의 헵탄을 사용하였으며 발열량은 3.71~15.6 kW이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널 상류 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 인버터를 조정하였다. 헵탄 풀화재인 경우 배연속도가 증가할수록 충분한 산소의 공급으로 연소율은 증가하였으며, 같은 무차원 속도($\bar{V}$) 일때 화원 크기가 작아짐에 따라 연소율은 증가하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.61-70
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• 2005

본 연구에서는 장대 터널 화재시 연기의 거동 특성 파악과 피난연락갱의 설치간격을 결정하기 위하여 축소 모형실험을 실시하여 그 결과를 분석하였다. Froude 상사를 기본으로 1/50로 축소하여 20 m의 모형 터널을 제작하여 실험하였다. 터널 내 20 MW의 화재가 발생 하였을 경우 CO의 전파 속도와 거리와의 관계를 이용하여 피난연락갱의 위치를 검토한 결과, 승객들의 피난시간은 6분이 적절하나 화재시 승객들의 심리적 상태를 고려하여 1분여의 지체시간을 생각하면 실제의 피난시간은 5분 정도가 될 것이므로 최대 간격 250m로 대인용 피난연락갱을 설치하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.