• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.135-146
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• 2020

경계면을 정의하는 기존의 레벨-셋 기법은 대개 수학적인 수식을 이용한다. 그러나 3차원 데카르트 좌표계에서 복잡한 경계면을 수식으로 설정하는 방식은 거의 불가능하다. 이러한 이유로 우리는 보편적으로 사용되는 스테레오리쏘그래피(STL) 형식을 매개 변수화하여 3D 캐드 형상의 내부와 외부를 구분하는 레벨-셋 경계면 설정 알고리즘을 개발하였다. 본 논문은 반응막대 실험 모사를 통해 기존의 경계면 설정 방식과 새로운 경계면 설정 방식 결과와 비교하여 이 알고리즘이 적용된 하이드로 다이내믹 솔버의 타당성을 확보하였다. 이를 통해 가연성 기체로 채워진 다양한 형상 안에서 충격파와 상호작용이 연소 폭발 천이 현상에 미치는 영향을 수치적으로 해석하였다. 또한, 실제 크기의 공장 설비에서 화염이 퍼져나가는 과정과 데토네이션 발생이 설비에 미치는 피해를 수치적으로 예측하는 시뮬레이션을 진행하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.168-177
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• 2011

본 연구에서는 현재 상업용으로 가장 많이 사용되고 있는 멀티시스템형 에어컨실외기의 화재 위험성을 평가하기 위하여 에어컨실외기의 실물 연소실험을 수행하였다. 그 결과 에어컨실외기는 내부 폭발과 상부 배출 그릴을 통한 급격한 화염분출 및 화재확산을 보였으며, 이는 실외기 내부에 내장된 전선, 전자 제어판, 열교환용 동판 및 합성수지류 등의 가연물이 연소하고 냉매가스가 충전된 배관이 가열로 인해 파괴되어 냉매가스가 분출되면서 화재폭발과 외부로 화염분출을 가속시켜 일어난 것이다. 본 실험에서 에어컨실외기의 최고 열방출율은 5,830 kW로 나타났으며, 열화상 카메라 및 열전대에 의해 측정된 실외기의 내부 온도는 최고 $1,201^{\circ}C$이고, 외부온도는 최고 $881^{\circ}C$ 이상, 화염의 길이는 약 5 m 이상 상승하였다. 그러므로 에어컨실외기의 화재는 주변 가연물을 발화시키는 원인으로 작용하여 건축물에 2차 화재를 발생시킴으로써 큰 피해를 줄 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 실물실험에서 얻어낸 결과는 향후 컴퓨터시뮬레이션에서 에어컨실외기의 화재구현 및 주변 가연물로의 화재 확산 예측에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권6호
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• pp.37-42
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• 2016

본 연구는 화재전파해석 모델을 이용하여 화재 위험성 평가에 적용되는 설계화재 구성의 적용가능성을 파악하고자 한다. 화재전파해석을 위해 열중량분석과 시편연소실험이 수행되었으며 실험에서 얻어진 물성을 FDS 열해리 모델에 적용하여 격자크기에 따른 화재해석을 수행하였다. 해석 결과 전체적인 화재성장특성은 실화재 실험결과와 큰 차이를 보였으나 초기 피크 발열량과 전체 방출 열에너지는 약 30% 이내에서 유사한 예측결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 화재성장율이나 최대발열량 도달시간 등과 같은 화재성장특성을 예측하는데 한계를 보였다. 그러나 지속적인 모델의 개선 및 재료 물성의 상세연구를 통해 설계화재시나리오 구성에 있어서 화재모델의 적용성이 있음을 보여준다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.40-49
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• 2009

철도차량 내장재를 설치한 화재 시험 공간(ISO 9705)에서 대규모 화재시험이 수행되었다. 여기서 사용된 내장재는 2004년 12월에 공포된 철도차량에 대한 안전기준을 만족하는 내장재이다. 화원으로는 가스버너를 이용하였으며 가스버너의 출력은 시간에 따라 증가하도록 설정하였다. 본 시험의 목적은 철도차량 내장재의 화염전파와 발화에 대한 화재 성능 평가이며, 플레시오버로 성장하는 철도차량 내장재를 포함하는 화재에 대한 여러 데이터들의 확보이다. 이 데이터들은 철도차량 내장재의 화재 성장을 예측하는 모델을 검증하고 개발하는데 사용될 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.27-37
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• 2022

최근 ESS(전기저장장치)의 보급이 늘어나면서 ESS에 의한 지속적인 화재발생으로 인명 및 재산의 피해 또한 급증하고 있다. ESS에 활용되는 우레탄 샌드위치 패널에 제조에 있어 난연 성능의 향상이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 연질 폴리우레탄 폼의 난연 특성을 구현하고자 제품의 물성을 변화시키는 이소시아네이트 관능기 파라미터의 변화로 인한 제품의 조직 치밀도가 화재성능에 미치는 영향을 연구하였다. 우레탄 조직의 치밀도를 변화시켜가며 제품을 제작하여 연소성능 시험, 가스유해성 시험, 연기밀도 시험을 진행하였다. 그 결과 총 방출열량은 이소시아네이트 관능기 그룹이 높은 경우 성능이 우수하고, 최대 열 방출율과는 상관이 없는 것을 확인하였다. 이소시아네이트 관능기 그룹의 값이 2.7이상에서 형상의 붕괴를 방지할 수 있었다. 가스유해성 시험에서는 이소시아네이트 관능기 그룹이 상대적으로 높아 조직이 치밀하면서 탄화 막 형성이 용이한 Char시스템용 난연제가 추가적으로 투입되어야 성능이 상승하였고, 연기밀도 시험에서는 이소시아네이트 관능기 그룹의 값이 2.75이상에서 성능이 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구의 결과로 기존에 사용되던 저렴한 우레탄 샌드위치 패널을 대체할 난연제 개발에 기반을 마련할 수 있을 것으로 생각된다.

• 전기학회논문지
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• 제66권12호
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• pp.1836-1843
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• 2017

In this paper, we investigated fire cases those are believed to be caused by explosion of a electrolytic motor start capacitor. Using two types of commercially available electrolytic motor start capacitors, capacitor current and the possibility of capacitor explosion were tested. And the ignition possibility of the internal material leaked from a capacitor was also tested. In addition, experiments were conducted to see if the fire could spread when a capacitor was exposed to an external flame. From our test we observed that the current of the electrolytic motor start capacitor rose continuously to a certain level by product, if the capacitor was continuously energized with working voltage, and then the capacitor was exploded. The gas and liquid leaked from the capacitor by the explosion could ignite by an electric arc and an external flame. The capacitor current at explosion was different product by product, but each product had a certain current level at explosion. And the increase rate of the capacitor current until explosion was 24% and 31% for the products used in the experiment. We proposed the capacitor explosion prevention method that cuts off power when the capacitor current rises to a certain threshold level. The proposed method can be used if the current of the applied electrolytic motor start capacitor rises continuously and then the capacitor is exploded at a certain current level when the capacitor is energized continuously.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.481-487
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• 2010

구형 지하철 전동차의 내장재에 대하여 ISO 9705 시험 설비를 이용하여 화재시험을 수행하였다. 시험에 사용된 점화용 버너는 CEN/TS 45545-1 규정에 따라 출력을 조정하였다. 이 내장재 화재시험의 목적은 화원의 규모에 따라서 철도차량에서의 화재거동과 화염의 전파 경로를 평가함과 동시에 객실 내장재의 화재가 플래시오버로 진행하는 경로의 화재 데이터를 제공하는 것이다. 시험으로부터 시간에 따른 위치 별 온도 값과 열류량 및 열방출률을 측정하였고 열방출률은 수정된 화염면적기반 합량법으로 계산한 결과와 비교하였다. 이 시험 결과는 CFD 화재 시뮬레이션 기법을 이용한 철도차량 화재해석의 검증 데이터로 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권3호
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• pp.342-348
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• 2014

육상구조물의 대형화재는 특수한 소방장비와 그에 적합한 방법에 의해서 소방관에 의해서 진압된다. 하지만 해양구조물은 육상으로부터 어떠한 도움없이 승무원에 의해서 진압되고 이들은 선박의 구조적 특성과 선박의 충돌 및 화재와 같은 여러 가지 원인에 의하여 신속한 탈출이 어렵다. 일반적으로 화재에 의한 인명손상의 경우에는 연기에 의한 질식사가 대부분을 차지하므로 탈출 시간의 단축은 생존율을 향상에 아주 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 3차원 화재 분석 전용 프로그램인 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 이용하여 화재 발생 시 승무원 생존율 분석을 위한 거주 공간내의 온도 및 연기유동에 의한 가시거리를 분석한다. 기존의 선박은 화재 경보 발령 시 방화문이 자동으로 폐쇄되도록 설계되어 있다. 이는 화재가 발생한 구역에 승무원이 없을 경우에는 화재의 확산 및 연기의 유동 지연에 아주 효과적이다. 그러나 대피시간이 지연될 경우에는 방화문 안쪽에 위치한 승무원들에게는 치명적일 수 있다. 이 논문에서는 화재로 인해 방화문이 폐쇄되어 승무원들이 이 방화문을 열고 탈출하는 경우와 연구에서 제안하는 차단막을 설치했을 경우의 화재 구역의 온도상승 및 연기유동 속도를 비교 분석한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.100-107
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• 2001

건물 내장재는 화재 발생 시 화염 확산 및 유독성 가스발생의 주원인으로 피난안전계획에 매우 중요하지만 다중이용업소의 인테리어 공사 시 화재성능에 대한 검증 없이 무분별하게 사용되고 있어 동일한 유형의 인명피해가 반복되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 내장재 사용 실태조사를 통해 현행 관련규정상 문제점을 살펴보고, 이를 효과적으로 개선, 보완할 수 있는 방안을 제시하였다. 연구 결과, 구조체 밀착재를 제외한 내장재는 가칭 화재안전코드규정에서 사용규제하고, 소방·방화완비증명제도 시행 전 허가·신고된 다중이용업소는 건축법시행령에 소급하여 적용 할 수 있는 근거를 마련하며 지하 소규모 업소에 대한 소방방화시설 법제화, 내부 용도 변경 시 내장재사용 도면첨부 및 무단 변경 시 관련기관에 통보조치, 이동성가구에 대한 방염 처리 의무조항 신설, 화재확산 빛 연기 유독성을 기준으로 하는 재료등급 평가 및 시험방법의 개선이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-12
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• 2014

수관화는 대형산불의 주된 확산유형으로 빠른 확산속도와 높은 산불강도의 특성을 보이며 많은 피해를 입힌다. 이 연구에서는 수관화 피해를 사전에 예측하기 위해서 수관전소 피해를 입은 지역의 지형 임상 기상 특성을 분석하여 수관화확산확률식을 개발하였다. 영덕 울진 고령 예천에서 일어난 4개의 산불피해지를 대상으로 하였으며, 총 18개의 공간 변수를 구축한 뒤 기타연소지에 대한 수관전소지의 비를 이용하여 각 변수별 구간 가중치를 구하고 로지스틱 회귀모형을 이용하여 변수와의 상관계수를 산출하였다. 그 결과, 수관화확산확률은 임상이 침엽수림일 때, 250m 이상에서 고도가 높아질수록, 기복이 심할수록, 사면향은 남서 또는 남동사면일 경우, 능선일수록, 일사량이 많아질수록 높게 나타났다. 고도와 경사가 낮은 곳에서는 교란현상이 많이 나타나 일정한 패턴을 보이지 않았다. 이 확률식을 통해 수관화 위험지를 사전에 분석할 수 있고, 산불방지 숲가꾸기 지역 선정 및 진화 우선 지역 선정 등에 효과적으로 활용할 수 있을 것이다.