• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.12-21
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• 2016

화석연료의 의존도를 줄이고자 대체에너지 연구가 활발하게 이루어지고 있는 현재, 산업에서 가장 많이 사용하고 있는 대체에너지 중 하나가 수소이다. 수소의 수요는 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 수소의 생산 및 이송을 위한 설비도 늘어나고 있는 실정이다. 이에 따른 수소설비에서 중대사고가 발생할 확률 또한 증가할 것으로 예상된다. 또한 산업현장에서 가장 사고를 많이 초래하는 물질은 LPG 61%, 수소 12%, LNG 10%로 세 가지 가연성가스의 사고 빈도는 높은 축에 속한다. 따라서 산업용으로 많이 사용되며 사고다발성 가연성 가스인 수소, LNG, LPG가 제한된 공간에서 폭발했을 때의 폭발위험성에 대하여 CFD 시뮬레이션을 이용하여 계산을 하였고, 그 결과들을 기반으로 비교분석하여, 제한된 공간에서의 각 가스별 폭발에 대한 위험성을 검토하였다.

• 한국가스학회지
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• 제26권1호
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• pp.27-33
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• 2022

가스 취급 및 저장시설의 확충과 더불어 폭발의 규모가 다양해짐에 따라 사고를 대비한 방폭 설비 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 방폭 인증시험 대상 설비 중 하나인 가스차단문은 폭풍파나 내부 화재로 인한 팽창압력을 차단하는 동시에 내부의 인원과 장비를 보호하는 역할을 한다. 현재 사용되는 가스차단문은 방폭성능 인증시험 대상 설비임에도 방폭 설계 관련 규정이 명확히 제시되지 않고 있으며 해당 설비의 폭발압력저항성능평가에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 미국재료시험협회(ASTM)에서 제시하는 가스차단문 규격에 관한 규정(ASTM F-1069-87, F-1068-90)을 참고하여 가스차단문을 3D 형상으로 모델링하고 ANSYS Explicit Dynamics 해석을 통해 기준 대비 가스차단문의 영구적 변형량을 비교하였다. 또한, 방폭 설비 관련 연구에서 사용되고 있는 회전연성도·변위연성도 계산을 통한 방폭성능 평가 방법을 함께 고려하여 가스차단문의 수치해석적 폭발압력저항 성능평가를 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.60-63
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• 2008

고에너지 물질의 상변화는 연소과정에서 발생하는 필연적으로 중요한 요소이다. 연소과정에서 발생한 고온, 고압의 가스는 주변의 물질과 상호작용을 통해 복잡한 현상을 일으키게 된다. 본 연구에서는 고에너지 물질의 상변화를 해석을 하기 위한 기초 연구로 상변화 변수를 이용하여, 증기 폭발을 해석하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2003년도 The Fifth Asian Computational Fluid Dynamics Conference
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• pp.48-49
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• 2003

In the present research a high order Gudonov-type method has been used for the simulation of very high pressure flow fields, as well as the capturing of strong shocks, which usually occur in explosion of high explosives. The treatment strong shocks and the flow field behind the shocks needs a very high resolution scheme. To resolve accurately the shock and the release waves behind the shock the piece­wise parabolic method (PPM) of Colella [1] was utilized in this research. A major problem which encountered in very high pressure problems is the equation of state which differs completely form the ideal-gas equation of state (EOS). Here, the original PPM is extended for real gas effect consideration.

• 한국가스학회지
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• 제4권3호
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• pp.9-18
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• 2000

화학공장에서 발생가능한 사고 피해범위의 예측은 주변 건축물이나 공장간 위치설정 및 배치(layout) 또는 안전장치의 배치 등에 기본자료로 활용될 수 있다. 또한, 사고 후의 결과를 예측할 수 있기 때문에 사고발생에 대한 최적의 비상조치계획을 수립할 수 있어 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 BTX(Benzene, Toluene, Xylene) 누출에 의한 화재 및 폭발의 영향을 평가하고자 하였다. 영향평가의 모사를 위해 Visual basic 언어를 사용한 프로그램을 개발하였다. 기상조건을 고려하여 실제 사고사례에 적용성을 높였다. 화재의 경우에는 Pool fire로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE(Unconfined Vapor Cloud Explosion)로 인한 손실을 예측할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 각각의 결과를 이용해 probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 폭발모델의 경우, 누출된 벤젠에 대하여 사고점으로부터 20 m이내 지점은 심각한 구조적 손상을 보였으며, 60 m이상의 지점에서는 경미한 피해가 추정됨을 알 수 있었다. 화재모델의 경우, 누출되어 방유제에 고여있는 벤젠에 대하여 복사열로 인한 직접적인 피해는 여름보다는 겨울에 크며, 내륙에 위치한 도시일수록 큰 경향을 보이는 것으로 추정할 수 있었다. 복사열로 인한 피해가 $90\%$일 때 40m 이상에서는 직접적인 영향이 없는 것으로 추정할 수 있었다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.35-41
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• 2020

We conduct numerical simulations of the interaction of a deformable structure with two-phase compressible flow. The finite volume method (FVM) is used to simulate fluid phenomena including a shock wave, a gas bubble, and the deformation of free surface. The deformation of a floating structure is computed with the finite element method (FEM). The compressible two-phase volume of fluid (VOF) method is used for the generation and development of a cavitation bubble, and the immersed boundary method (IBM) is used to impose the effect of the structure on the fluid domain. The result of the simulation shows the generation of a shock wave, and the expansion of the bubble. Also, the deformation of the structure due to the hydrodynamic loading by the explosion is identified.

• 한국가스학회지
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• 제3권1호
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• pp.21-26
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• 1999

화학공장에서 발생하는 사고는 공장 자체의 손실을 가져 올 뿐만 아니라 주위 지역에도 영향을 미친다. 그리고 사고로 인한 피해는 대형화할 가능성이 크다. 이에 따라 화학 공장의 안전 관리의 중요성이 부각되고 있다. 사고의 정량 평가는 사고의 규모를 미리 예측하는 것으로 이를 통해 공정 장치의 layout, 주위와의 최소 안전거리 예측, 대피 시설의 설치 등과 같은 대책을 세울 수 있다 본 연구에서는 화학공장의 3대 사고형태 중 화재와 폭발의 피해 예측을 용이하게 하기 위한 프로그램을 작성하였다. 화재의 경우에는 Pool Fire와 Fireball로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE와 BLEVE로 인한 손실을 예측 할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 특히, BLEVE의 경우에는 파편의 예상 비산 거리도 추정할 수 있도록 하였다. 각각의 결과를 이용해 Probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 그리고 이를 기존에 발생했던 부천의 LPG 폭발 사고에의 분석에 사용해본 결과 노출 허용 거리가 800m이었다. 그리고 Probit 분석 결과 1도 화상, 2도 화상, 화재 사망은 각각 450m, 280m, 260m 이상일 경우 직접적인 피해가 없을 것으로 예측되었다. 사고 분석 결과는 이를 한국산업안전공단에서 Dupont의 SAFER 프로그램을 사용하여 얻어낸 예측치와 $3\%$이내의 같은 결과를 얻었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.499-504
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• 2019

Due to the rapid spread and low minimum ignition energy of hydrogen, rupture is highly likely to cause fire, explosion and major accidents. The self-ignition of high-pressure hydrogen is highly likely to ignite immediately when it leaks from an open space, resulting in jet fire. Results of the diffusion and leakage simulation show that jet effect occurs from the leakage source to a certain distance. And at the end of location, the vapor cloud explosion can be occurred due to the formation of hydrogen vapor clouds by built-up. In the result, it is important that depending on the time of ignition, a jet fire or a vapor cloud explosion may occur. Therefore, it is necessary to take into account jet effect by location of leakage source and establish a damage minimizing plan for the possible jet fire or vapor cloud explosion. And it is required to any kind of measurements such as an interlock system to prevent hydrogen leakage or minimize the amount of leakage when detecting leakage of gas.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.66-74
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• 2024

This study addresses the escalating issue of worldwide hydrogen gas accidents, which has seen a significant increase in occurrences. To comprehensively evaluate the risks associated with hydrogen, a two approach was employed in this study. Firstly, a qualitative risk assessment was conducted using the bow-tie method. Secondly, a quantitative consequence analysis was carried out utilizing the areal locations of hazardous atmospheres (ALOHA) model. The study applied this method to two incidents, the hydrogen explosion accident occurred at the Muskingum River power plant in Ohio, USA, 2007 and the hydrogen storage tank explosion accident occurred at the K Technopark water electrolysis system in Korea, 2019. The results of the risk assessments revealed critical issues such as deterioration of gas pipe, human errors in incident response and the omission of important gas cleaning facility. By analyzing the cause of accidents and assessing risks quantitatively, the effective accident response plans are proposed and the effectiveness is evaluated by comparing the effective distance obtained by ALOHA simulation. Notably, the implementation of these measures led to a significant 54.5% reduction in the risk degree of potential explosions compared to the existing risk levels.

• 한국안전학회지
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• 제22권4호
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• pp.32-36
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• 2007

When the vacuum system for the process of $SiH_{4}$ gas used in the semiconductor and FPD field is partially vented from vacuum to atmospheric state, a fire often occurs due to auto-ignition of $SiH_{4}$ gas. In order to prevent the fire, the concentration of $SiH_{4}$ should be kept under LFL. This means that the higher capacity pump is needed to meet the process conditions as well as the condition that the concentration of $SiH_{4}$ should be kept under LFL. In this article, we conducted the injection of the dilution gas at the manifold between booster pump and dry pump compared with the typical method that the dilution gas was injected into inlet port of booster pump using computer simulation. According to the result, we can flow further more purge gas for safety without any change of the condition in the process chamber, which means that the higher capacity pump is not required for safety in some cases.