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문제 정의
- 본 논문에서는 수치해석을 이용하여 양방향 통행 터널 내 화재 발생 시 횡류방식과 반횡류방식의 환기 방식에서 균일배기와 대배기의 배연방식을 적용하는 경우에 대한 해석을 실시하고, 종류환기 방식을 적용한 경우에 대하여 연기의 이동특성의 해석을 실시함으로서 최적의 배연방식을 도출하여 실제 터널 설계에 필요한 기초 자료를 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 양방향통행 터널에서 가장 효과적인 배연방식을 검토하기 위해서 다양한 환기 방식에 대하여 수치해석을 실시하였다. 특히 횡류환기 방식 중 배기방식(균일배기방식과 대배기구방식), 배기구의 크기, 배기구의 개방조건이 연기의 이동거리에 미치는 영향을 3차원 CFD를 이용하여 검토하였으며 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 본 연구에서는 양방향통행 터널에서 배연방식의 적용성을 검토하기 위해서 황류식과 반횡류식, 종류환기방식에 대해 수치해석을 실시하였다. Figure 1에 해석모델의 개요도를 나타내었다.
가설 설정
- 5 m/s)이 존재하는 경우에 대하여 해석 하였으며, 이때 배연 풍량은 188m3/s로 설정하였다. Case 1.1의 횡류환기 대배기구방식에서 자연풍이 존재하는 경우는 화재 하류 방향의 배기구에서만 배연되는 것으로 가정 하였다. Case 4의 종류식 환기방식의 경우에서는 터널 내 풍속이 존재하지 않는 경우(Om/s)와 연기의 제연 풍속인 임계풍속을 공급하였을 경우(2.
- 화재시나리오 중 트럭 1대의 화재에 해당하는 30MW로 가정하였다. 또한 NFPA92b3, 의 t-square 화재 성장곡선을 이용하여 화재 발생 6분후 최대가 되도록 설정 하였으며 이때 CO농도(100 ppm 기준)의 확산과 연기의 확산이 동일하다고 가정하여 연기의 확산을 판단하였다. Table 1 및 Table 2에 본 연구에 대한 해석모델의 제원과 실험 조건에 대하여 나타내었다.
- 해석방식은 비정싱싱태, Standard k-s 모델, Species transport 모델을 사용하였으며, 화재강도는 PIARC에서 제시한 화재시나리오 중 트럭 1대의 화재에 해당하는 30MW로 가정하였다. 또한 NFPA92b3, 의 t-square 화재 성장곡선을 이용하여 화재 발생 6분후 최대가 되도록 설정 하였으며 이때 CO농도(100 ppm 기준)의 확산과 연기의 확산이 동일하다고 가정하여 연기의 확산을 판단하였다.
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