• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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• pp.456-463
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• 1997

Atrium buildings are commonly found in Hong Kong since 1980. Those spaces are usually crowded with people and so fire protection systems have to be installed for providing a safe environment. Smoke control system was identified to be important but no clear design guidelines are available because the smoke filling process was not well-understood. In this paper., Computational Fluid Dynamics(CFD) or fire field model is applied to study the smoke filling pattern in atrium. Two common cases on smoke spreading out from a shop adjacent to the atrium; and with a fire located at the atrium floor itself were considered. Simulations with a modified form of the CFD package TEAM were performed. Application of the predicted results Is illustrated.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.3-14
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• 1997

An experimental investigation of smoke spread in a corridor is made using thermocouples and visualization technique with a laser beam sheet. A speed of smoke front under a ceiling is measured by thermocouple trees. Visualization of the ceiling jet formation and of smoke filling process is carried out to observe lowering of the smoke layer. From the results, a large-scale convective motion the corridor plays dominant roles for smoke spread from visualized photos together with temperature records. A circulating motion of fluid transports some smokes to some regions where its momentum is effective. It is therefore showed that the conventional concept of lowering smoke with two-layer zone model has some restrictions for the corridor because the lowering of smoke layer has been thought to be mass transport due to relatively small scale motion such as decrease of buoyancy, mass diffusion and momentum exchange.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제10권3호
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• pp.117-128
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• 2002

This paper describes the smoke filling process of a fire field model based on a self-deve-loped SMEP (Smoke Movement Estimating Program) code to the simulation of fire induced flows in the two types of atrium space containing a ceiling heat flux. The SMEP using PISO algorithm solves conservation equations for mass, momentum, energy and species, together with those for the modified k-$\varepsilon$ turbulence model with buoyancy production term. Also it solves the radiation equation using the discrete ordinates method. Compressibility is assumed and the perfect gas law is used. Comparison of the calculated upper-layer average tempera-ture and smoke layer clear height with the zone models has shown reasonable agreement. The zone models used are the CFAST and the NBTC one-room. For atrium fires with ceiling glass the ceiling heat flux by solar heat causes a high smoke temperature near the ceiling. However, it has no effect on the smoke movement such as the smoke layer clear heights that are important in fire safety. In conclusion, the smoke layer clear heights that are important in evacuation activity except the early of a fire were not as sensitive as the smoke layer tem-perature to the nature of ceiling heat flux condition. Thus, a fire sensor in atrium with ceiling glass has to consider these phenomena.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.7-15
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• 2001

본 연구는 3차원 아트리움 공간(일본의 SIVANS 아트리움)내에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기의 거동을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Held 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k-$\\varepsilon$ 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사와 대류를 힘께 고려했을 경우가 대류만을 고려했을 경우 보다 실험결과와 근사한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성을 중 $H_2$O와 $CO_2$ 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 연기의 복사 영향을 고려하는 것이 필요하다. 또한 연층의 하강 복도는 약 0.l m/s이었으며 피난수준인 바닥 1.5m까지 연층이 도달하는 데에는 56 kW의 Ultra Fast Fire의 경우 약 450초의 시간이 걸렸다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 1997년도 International Symposium on Fire Science and Technology
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• pp.464-471
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• 1997

Convective smoke spread in a corridor is experimentally investigated using thermocouples and visualization technique with a laser beam sheet. The speed of smoke front under a ceiling is measured by a series of thermocouples. Visualization of the ceiling jet formation and of smoke filling process is carried out to observe the lowering of a smoke layer. From the results, a large-scale convective motion plays dominant roles for smoke spread in the vicinity of the end of the corridor from visualized photos along with temperature records. The large-scale convective motion of the smoke is generated from the impingement of the ceiling jet front on the end of the corridor, and thus turning the flows toward the floor. Such a circulating motion of fluid transports some smoke to some region where its momentum is effective. It is therefore shown that the conventional concept of lowering smoke in the two-layer zone model has some restrictions for the corridor because the lowering of smoke layer has been thought to be mass transport due to relatively small scale motions such as the decrease of buoyancy, mass diffusion and momentum exchanges.

• 한국안전학회지
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• 제13권1호
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• pp.70-76
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• 1998

The smoke filling process for the atrium space containing a fire source is simulated using two types of deterministic fire models : Zone model and Field model. The zone model used is the CFAST(version 1.6) model developed at the Building and Fire Research Laboratories, NIST in the USA. The field model is a self-developed fire field model based on Computational Fluid Dynamics(CFD) theories. This article is focused on finding out the smoke movement and temperature distribution in atrium space which is cubic in shape. A computational procedure for predicting velocity and temperature distribution in fire-induced flow is based on the solution, in finite volume method and non-staggered grid system, of 3-dimensional equations for the conservation of mass, momentum, energy, species and so forth. The fire model i. e. Zone model and Field model predicted similar results for the clear height and the smoke layer temperature.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.20-29
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• 1999

본 연구는 두 가지 유형의 아트리움 공간에 대해서 Zone모델과 Field모델을 비교하였으며 특히 천장에 열 유속을 갖는 아트리움 화재에 대해서 SMEP화재 모델을 적용하여 연기거동을 수치해석 하였다. Zone 모델로는 NIST에서 개발된 CFAST 그리고 CSIRO에서 개발된 NBTC 1-room 모델을 사용하여 SMEP Field모델을 검증하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k-e epsilon 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지 그리고 농도 방정식을 풀었으며, 상용 Zone 모델들과의 비교는 서로 유사한 결과를 보였다. 천장이 유리로 만들어진 아트리움의 경우, 태양열에 의한 천장 열 유속을 고려함으로써 좀더 실제적인 화재현상을 규명할 수 있다. 수치해석결과 천장 열 유속 조건은 연층의 온도 분포에는 영향을 미치지만 연기의 하강과 거동에는 커다란 영향을 미치지 않고 있음을 확인 할 수 있었다. 따라서 화재 감지기나 배연 설비 시스템의 설치시 이러한 점들이 고려되어야만 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.3-14
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• 1997

The smoke filling process for the atrium space containing a fire source is simulated using two types of deterministic fire model : Zone model and Field model. The zone model used is the CFAST(version 1.6) model developed at the Building and Fire Research Laboratories, NIST in the USA. The field model is a self-developed frie field model based on Computational Fluid Dynamic (CFD) theories. This article is focused on finding out the smoke movement and temperature distribution in atrium space which is cubic in shape. For solving the liked set of velocity and pressure equation, the PISO algorithm, which strengthened the velocity-pressure coupling, was used. Since PISO algorithm is a time-marching procedure, computing time si very fast. A computational procedure for predicting velocity and temperature distribution in fire-induced flow is based on the solution, in finite volume method and non-staggered grid system, of 3-dimensional equations for the conservation of mass, momentum, energy, species and so forth. The fire model i.e Zone model and Field model predicted similar results for clear heights and the smoke layer temperature.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.21-30
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• 1999

본 연구는 세 가지 유형의 아트리움 공간에 대해서 Zone 모델과 Field 모델을 비교하였으며, Zone 모델로는 FIRST, CFAST, NIST에서 개발된 CCFM.VENTS 그리고 CSIRO에서 개발된 NBTC 1-room 모델을 사용하였고 Field 모델로는 Chow에 의해 개발된 화재모델과 본 연구에서 개발된 SMEP을 사용하였다. 두 모델들에 대한 비교는 서로 유사한 결과를 보였으며, 특히 PISO 알고리즘을 사용한 SMEP의 경우가 SIMPLER 알고리즘이 적용된 field 모델에 비해 더 빠른 계산시간을 보여 주었다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 1997년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.43-48
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• 1997

아트리움 공간에서 화재 발생시 연기 유동에 대하여 두 가지 형태의 화재 모델인 zone 모델과 field 모델을 이용하여 시뮬레이션 했다. 사용된 zone model은 NIST에서 개발된 CFAST(version 1.6) 모델이며 field 모델은 전산유체역학 이론을 바탕으로 자체 개발된 화재 모델이다. 본 연구는 정육면체 모양의 아트리움 공간에서 연기 유동과 온도 분포에 대하여 해석하고자 한다. 화재로 인해 야기된 유동에 대하여 속도장과 은도장을 예측하기 위한 계산 과정은 유한체적법 및 비엇갈림격자계를 이용하여 질량, 운동량, 에너지 및 성분 보존 방정식등에 대한 3차원 비정상상태 지배방정식을 사용했다. 수치해석 결과 zone 모델과 field 모델의 화재 모델에 의해 예측된 연기 층 평균 경계놀이와 상부 더운 연기 층의 평균 온도에 대하여 거의 유사한 결과를 얻었다.