본 논문은 교량 하부에서 발생된 화재에 대한 강-콘크리트 합성구조의 전반적 국부적 손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 구성재료의 과도 비선형 열적 열역학적 특성이 고려된 열-구조 연성병렬 화재해석 기법이 제안되고, ANSYS solver와 연결되어 해석이 수행되며, 표준화재시험과 비교 검증된다. 검증된 해석기법을 통해 국내에서 발생된 부천고가교 합성구조에 대한 화재손상해석이 수행된다. 해석결과 강박스 거더의 하부 플랜지 및 복부의 경우 임계온도를 초과하였고 구조적 처짐과 변형 형상이 화재사고 결과와 비교적 잘 일치하였다.
As the number of deeply-underground subway station(DUSS) increases, the safety measures for DUSS have been requested. In this research, Shingumho station (The line # 5, Depth: 46m) has been selected as case-study for the analysis of smoke-spread speed with the different fire strength. Field test data measured for actual fan in DUSS was applied as a condition of a simulation. The whole station was covered in this analysis and total of 4 million grids were generated for this simulation. The fire driven flow was analyzed case by case to compare the smoke-spread effect according to the fire strength. in order to enhance the efficiency of calculation, parallel processing by MPI was employed and large eddy simulation method in FDS code was adopted.
본 연구는 병렬처리기법을 이용하여 지하역사 화재유동을 시뮬레이션 하였다. 화재해석 프로그램으로는 LES(Large Eddy Simulation)화재해석 프로그램 중 하나인 FDS(Fire Dynamics Simulation)를 사용하여 연구를 진행하였으며, 각 Node당 3.0Ghz_2set이 탑재된 6-node parallel Cluster장비를 사용하여 병렬계산을 수행하였다. 시뮬레이션 모델은 광주 금난로 4가 지하역사를 대상으로 하였으며, 총 시뮬레이션 시간은 600s로 하였다. 먼저 Single-CPU와 Multi-CPU를 이용한 병렬계산과의 결과 비교를 위하여 전체역사를 1-Mesh와 8-Mesh로 나누어 각각 Single-CPU계산과 Multi-CPU를 이용하여 계산결과를 비교분석 하였으며, Single-CPU에서 처리가 불가능한 격자수($15{\times}10^6$)를 가지고 승강장 중앙에서의 화재와 객차 내에서의 화재유동분석 하였다. 연구결과 Single-CPU 해석과 Multi-CPU를 이용한 병렬계산에 있어서, 해석결과의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 또한 계산시간의 비교에서도 14개의 Mesh를 가지고 약 300만개의 격자를 사용한 경우에 있어서 2CPU(4core)와 7CPU(14core)의 계산시간은 1CPU에 비하여 각각, 2배, 5배의 차이를 보였다. 병렬처리기법의 도입으로 Single-CPU의 한계를 극복하여 보다 빠르고 정확한 결과값을 얻을 수 있을 것으로 기대된다. 향후 병렬처리기법연구에 있어서 계산효율성 증대를 위한 연구가 계속적으로 진행되어야 할 것이다.
정온전선은 평형 도체 사이에 반도전성 폴리머를 연속 압출 방식으로 충전시킨 후 양 도체 사이에 전기를 흐르게 함으로써 고분자에 의한 전열을 이용한 전기 발열체이다. 정온전선은 가격이 저렴하고 시공이 편리하기 때문에 겨울철 수배관의 동파방지용 열선으로 주로 사용되고 있다. 하지만 이러한 유용함에도 불구하고 구조적인 문제로 인하여 두 평형 도체의 절연이 파괴되는 경우에는 화재로 이어질 수도 있는 위험성이 존재하고 있다. 본 논문은 정온전선에 의한 화재현장을 조사하여 원인을 도출하는 방식으로 직접적인 원인을 추론하고자 하였으며, 결함수 분석을 통해 근본적인 문제를 파악해 보고자 하였다. 실제 냉동창고 화재현장을 조사하여 정온전선에 의한 화재원인을 추론한 결과 전선 말단 절연처리 결함에 의한 절연파괴인 것으로 판단되었다. 향후 이 결과는 안전활동 및 유사 화재원인조사 시에도 활용될 수 있을 것이다
This paper is aimed to make an analysis on characteristics of the parallel arc waveform and RMS of current at the electrical tracking state by conductive powder. In order to achieve the goal in this paper, field state investigation at metal processing companies in Chung-Nam province area was conducted. With the field state investigation, conductive powder were collected from metal processing companies. By experiment on electrical connector(breaker, connector) over which the conductive powder were scattered, arc waveform and RMS of current were measured. The measured waveform and RMS(root-mean-square) of current were analyzed to describe characteristics and patterns of electrical arc by the conductive powder. It was proved that conductive powder on electrical connector can flow electrical current enough to make electrical fire with high thermal energy. Also the change of sine waveform and RMS of current can be used to find out relationship between electrical fire and fault signal by conductive powder. The results obtained in this paper will be very helpful for the prevention of electrical fires occurred at the metal processing companies.
Many electrical fires are occurred by leakage currents and sparks generated by a short circuit. Earth leakage circuit breakers (ELCBs) should be tripped at the moment of the faults mentioned above. In this paper, we described the tripping characteristics of ELCBs against parallel arcing faults. A diesel engine generator with the capacity of 375 kVA source was adopted to provide enough large current when a parallel arcing occurred. The experimental results showed that most ELCBs we experimented were not tripped against short-duration pulse currents produced by parallel arcing because the ELCBs are designed to be tripped by a large current with long duration similar to power frequency.
평행평판 도파관으로부터 급전되어지는 주름진 도체판을 가지는 표면파 안테나의 해석이 고려되어진다. 해석의 단순함을 위해 원래의 문제를 3개의 영역, 즉 단락된 평행평판 도파관 내부 구조(내부 영역 1)와 주름진 격자 내부의 구조(내부 영역 2)와 도체 쇄기의 구조(외부 영역)로 나누기 위해 등가원리가 도입된다. End-fire 복사를 하는 주름진 표면과 안테나를 해석하기 위하여 하이브리드 MOM/UTD 방법이 적용되어진다. 수치해석 결과들은 이전의 실험결과들과 매우 잘 일치하며, 이전의 단순 등가전류 접근의 결과들과 비교할 때 더 나은 결과들이 얻어진다. 또한 효과적인 end-fire 주름진 표면파 안테나 설계를 위한 인자들을 얻을 수 있다.
본 연구에서는 최근 증가하고 있는 대심도역사의 화재위치에 따른 연기확산영향에 대하여 분석하였다. 시뮬레이션모델은 신금호 역사(5호선, 깊이 46m)를 대상으로 하였으며, 화재위치에 따른 연기확산 영향을 분석 하였다. 현장조사 및 실측을 통하여 계측된 실제 역사의 제연팬에 관한 데이터를 화재시뮬레이션 조건으로 적용하였다. 역사전체를 해석 대상으로 하여 총 400만개의 격자를 사용하였으며, 화재위치에 따른 연기확산 영향 비교를 위하여 화재 시나리오를 작성하여 Case별로 화재해석을 수행하였다. 계산 효율을 높이기 위하여 MPI병렬처리기법을 사용하였으며 해석코드는 LES(large eddy simulation) 기법을 주로 사용하는 FDS5 code를 사용하였다.
Fire fighters are exposed to the risk of many accidents during fire suppression, especially near the high voltage circuit. In order to prevent and analyze the electric shock accidents, measurement of water resistance is crucial. However, this has been one of the overlooked research areas and it has been very difficult to measure the mixed up resistance components separately. In this paper, we measured a total resistance of apparatus and regarded it as a serial resistance of contact resistance and length dependant resistance. Measuring the resistance by varying the length of water stream, the variable resistance and fixed contact resistance appear, which are used to calculate the both components of resistances. In addition, the resistance of fire hose can be calculated from the parallel circuit which is formed by grounding the fire hose with the resistance of water stream. Results show that we can successfully measure the resistance per unit length of water stream and fire hose, thereby proving that this method is a facile way to measure water and fire hose resistance. However, many experiments are still required to obtain the precise contact resistance of ground under various condition and the resistance between the human body and fire hose.
In this study, fire simulations were performed to analyze the characteristics of the fire driven flow and the effects of the platform screen door on the smoke flow in the station, when the fire occurred in the center of the platform. Soongsil Univ. station (line number 7, 47m in depth underground) was chosen which was the one of the deepest underground subway stations in the Seoul metro, SMRT. The parallel computational method was employed to compute the heat and mass transfer eqn's with 6 CPUs of the linux clustering machine. The fire driven flow was simulated with using FDS code in which LES method was applied. The Heat release rate was 10MW and The Ultrafast model was applied for the growing model of the fire source. The 10,000,000 structured grids were used.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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