• 제목/요약/키워드: fire temperature prediction

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산불 지표화의 1차원 화염전파 모델의 수치해석 연구 - 평지조건 기반에서 - (A Numerical Study of 1-D Surface Flame Spread Model - Based on a Flatland Conditions -)

  • 김동현;전중효의;통본규우;이명보;김광일
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.63-69
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    • 2008
  • 산불의 확산특성은 일반적으로 가연물의 특성, 지형, 바람조건과 같은 기상 상태등과 관련이 있다. 산불의 발달과정에 있어 수치해석을 통한 확산예측 모델은 열전달 과정에 기본을 둔 열에너지 전달에 대한 해석이 가장 일반적인 방법론이다. 산불의 발생시 열에너지의 전파속도를 해석하는 것은 화염의 생성과 열전달, 그리고 소멸에 이르는 전 과정에 대한 물리적, 화학적 해석을 통해 화염의 이동에 따른 전파속도로 추정할 수 있다. 본 논문에서는 고체연소물질의 표면화염전파에 대한 수치해석을 통해 1차원 지표화 확산모델식을 제시하였다. 1차원 확산모델식은 평지상태에서 풍속조건에 따른 화염의 전파속도 산정식으로써 지표연료의 화염유지시간, 화염의 높이, 화염의 온도, 지표연료의 착화온도 등에 대한 실험 및 이론식을 적용하였다. 실험값 및 다른 모델식과의 ROS 비교 결과, 풍속 3 m/s 이하의 조건에서는 지수함수식의 증가곡선을 나타내는 경향을 보였다. 침엽수종인 소나무 낙엽에 대한 수치해석값과 실험값을 비교한 결과, 풍속 1-2m/s 조건에서는 확산속도가 약 10% 상향예측이 되었고 풍속 3m/s 조건에서는 약 20% 하향예측 되었다. 따라서 앞으로 지표화 확산 예측을 위해 본 연구결과에서 얻어진 화염확산 알고리즘을 이용한 초기 산불확산 예측 적용이 가능할 것으로 사료된다.

섬식 지하철역사내 화재시 연기제어에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Smoke Control in Center-Platform Type Subway Station Fires)

  • 이성룡;유홍선
    • 한국철도학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.313-318
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    • 2007
  • In this study, numerical simulations were carried out to analyze the effect of the smoke extraction system and fire shutters in subway station fires using FDS 4.0. Subway station used in the experiment was 145 m long. Simulation results are validated by comparing with experimental results. Simulation results showed good agreement with experimental results within $10^{\circ}C$. 10 MW polystyrene was used as a fuel in the numerical prediction. Numerical predictions were performed in the center-platform type subway station in case of a kiosk fire. Temperature and CO concentration were lowered by the operation of smoke extraction system. But, the operation of fire shutters had little effect on temperature and CO concentration in the platform level.

WSN 기반 화재 상황 모니터링을 통한 대피 경로 도출 알고리즘 (Customized Evacuation Pathfinding through WSN-Based Monitoring in Fire Scenarios)

  • 윤진이;진연진;박소연;이형준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권11호
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    • pp.1661-1670
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    • 2016
  • 본 논문에서는 화재 상황에서의 위험도 예측 시스템과 화재 대피 경로 도출 알고리즘을 제안한다. 온도 예측 시스템에서는 무선 센서 네트워크를 통해 수집한 온도 정보를 기반으로 멀티레벨 클러스터링 기법을 통해 사용자가 대피할 시점의 온도를 예측한다. 예측된 온도와 이의 신뢰도를 바탕으로 사용자의 현재 위치부터 가장 안전한 출구까지의 대피 경로를 도출하는 화재 대피 경로 알고리즘을 제안한다. NIST의 FDS(Fire Dynamics Simulator) 시뮬레이터를 이용하여 47개의 정적 노드로 구성된 무선 센서 네트워크에 대해 1436.41초 동안 성능 평가를 한 결과, 제안하는 온도 예측 시스템을 사용하였을 때, 예측 정확도가 1.48배 증가하였으며, 예측 정확도가 높은 군에 속하는 노드에 대해서는 4.21배로 크게 증가한 것으로 나타났다. 또한, 화재 대피 경로 알고리즘을 통해 도출한 대피 경로가 실제 ground-truth 온도를 사용하여 대피했을 때에 비하여 안전한 노드를 경유하는 비율이 큰 차이를 보이지 않았으며, 최단 대피 경로에 비해서는 약 12% 이상 더 안전한 경로를 도출하였음을 확인할 수 있었다.

필로티건축물의 화재확산방지를 위한 시범시공 (Trial Construction for the Prevention of Fire Spread in Piloti Building)

  • 이병흔;권영진
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2019년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.87-88
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    • 2019
  • In case of Korea, The Large-scale fire is consistently being such as 2015 Uijeongbu Fire, 2017 Jecheon Fire, 2018 Sejong Hospital Fire. Such a fire has a problem that the fire is spreading upper due to external flame spread. As a countermeasure the fire safety, the study about axial temperature prediction of external flame spread is consistently doing. But in korea, Vertical spandrel is specified as 40cm, and improvement is urgently needed. In this study, a repair material was selected to prevent the fire from spreading to a building where a flammable exterior material was installed and then pilot construction was carried out. Also, fire safety measures for buildings constructed with flammable exterior materials were examined.

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선박기관구역 미분무수 소화설비 화재진압 성능 평가 (The Assessment of Fire Suppression Capability of Water-Mist System for Machinery Engine Room)

  • 최병일;한용식;오창보;김명배;김창
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.111-117
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    • 2007
  • IMO MSC/circ. 1165 규정에 따라 미분무수를 이용한 선박 기관구역($20m{\times}15m{\times}10m$)에서의 실물화재 소화실험을 수행하였다. K-factor 2.4인 노즐을 사용하였으며 작동압력은 80 bar이다. 미분무수의 화재진압 특성을 수치적으로 예측하기 위하여 FDS를 사용하여 실험과 같은 조건에서의 전산시뮬레이션을 수행하였다. 전산 시뮬레이션 결과 화재 전산 시뮬레이션 기법이 화재소화시간 예측에는 한계를 가지나, IMO MSC/circ. 1165 규정의 공간 내 온도분포 제어 성능의 예측을 위해서 유용하게 활용될 수 있음을 보였다.

Refined plastic hinge analysis of steel frames under fire

  • Chan, S.L.;Chan, B.H.M.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제1권1호
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    • pp.111-130
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    • 2001
  • This paper presents an effective, reliable and accurate method for prediction of structural behaviour of steel frames at elevated temperature. The refined plastic hinge method, which has been used successfully in the second-order elasto-plastic analysis of steel frames at ambient conditions, is adopted here to allow for time-independent fire effects. In contrast to the existing rigorous finite element programs, the present method uses the advanced analysis technique that provides a simple and reliable means for practical study of the behaviour of steel frames at elevated temperature by a limiting stress model. The present method is validated against other test and numerical results.

건축물의 용도별 필요내화시간 산정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Required Fire Resistance Time by Use of Building)

  • 김윤성;한지우;진승현;이병흔;권영진
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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    • pp.115-116
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    • 2020
  • Due to the nature of modern society, buildings are becoming larger and more complex. As a result, the design conditions of the building are changing. However, despite the complexities of buildings, the fire resistance performance is still equalized to one hour without considering fire engineering analysis in Korea, so there is a risk according to actual fire design conditions. Therefore, the purpose of this study is to calculate the required fire resistance time for actual fire through fire mechanics analysis and case study.

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Meteorological Determinants of Forest Fire Occurrence in the Fall, South Korea

  • Won, Myoung-Soo;Miah, Danesh;Koo, Kyo-Sang;Lee, Myung-Bo;Shin, Man-Yong
    • 한국산림과학회지
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    • 제99권2호
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    • pp.163-171
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    • 2010
  • Forest fires have potentials to change the structure and function of forest ecosystems and significantly influence on atmosphere and biogeochemical cycles. Forest fire also affects the quality of public benefits such as carbon sequestration, soil fertility, grazing value, biodiversity, or tourism. The prediction of fire occurrence and its spread is critical to the forest managers for allocating resources and developing the forest fire danger rating system. Most of fires were human-caused fires in Korea, but meteorological factors are also big contributors to fire behaviors and its spread. Thus, meteorological factors as well as social factors were considered in the fire danger rating systems. A total of 298 forest fires occurred during the fall season from 2002 to 2006 in South Korea were considered for developing a logistic model of forest fire occurrence. The results of statistical analysis show that only effective humidity and temperature significantly affected the logistic models (p<0.05). The results of ROC curve analysis showed that the probability of randomly selected fires ranges from 0.739 to 0.876, which represent a relatively high accuracy of the developed model. These findings would be necessary for the policy makers in South Korea for the prevention of forest fires.

고온시의 경화된 시멘트 페이스트의 공극률 예측모델 (A Prediction Model on Porosity of Hardened Cement Paste under High Temperatures)

  • 이재승;정성진;정영한;김흥열;김형준
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.103-109
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    • 2009
  • 콘크리트의 온도에 의한 재료적 특성에 대한 저감은 두 가지 메커니즘에 기인한다. 첫 번째 메커니즘은 온도범위에 따른 구성성분의 상변화이다. 초기 구성성분들은 온도 증가로 인해 다른 성분들로 상변화를 일으킨다. 두 번째 메커니즘은 온도에 의한 각 구성성분의 역학적 특성 변화이다. 따라서 고온에 노출된 콘크리트의 재료적 특성에 관한 모델 역시 이 두 가지 메커니즘을 함께 고려하여 제시되어야 한다. 본 연구는 위에서 언급한 두 가지 메커니즘을 고려한 고온에 노출된 콘크리트의 재료적 특성 모델을 제안하기 위한 기반연구로서, 온도범위에 따른 상변화를 고려한 경화된 시멘트 페이스트의 공극률에 대한 이론적 모델을 제시한다.

중저압 물분무를 이용한 객차내 화재진압에 관한 실험 및 수치해석적 연구 (An Experimental and Numerical Study on Fire Suppression Using a Mid-low Pressure Water Mist in a Carriage Fire)

  • 노재성;양승신;김동현;정우성;장용준;유홍선
    • 한국철도학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.291-297
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    • 2006
  • The present study investigated the effect of fire suppression using a mid-low pressure water mist in a carriage fire. The fire extinguishing time and temperature distributions below ceiling in the enclosed compartment of $2.9m{\times}2.8m{\times}5.0m$ were measured by stopwatch and k-type thermocouples for various fire positions. The numerical simulations were extensively performed using. Fire Dynamics Simulator(FDS, Ver. 4.0) code and the predictions were compared with experimental data. The prediction results showed good agreement with the measured maximum temperature in the all cases. Whereas the predicted temperature was about $40^{\circ}C$ higher than the measured one after operating of water mist. The predicted fire extinguishing times were compared with those of measured data. Fires are extinguished within 200 seconds at the experiment in Case 2 and Case 3. But in Case 1 fire was not extinguished in the numerical simulation. The reason of the discrepancy between predicted and measured data was that a simple suppression algorithm has been implemented in FDS. Also, various databases of fire properties for combustible materials and more elaborate model considering the water mist were required fur better predictions of the cooling and suffocation effect.