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다중구획공간내 분무화재시 화재해석모델의 온도장 검증연구
A Validation Study of Temperature Field Predicted by Computational Fire Model for Spray Fire in a Multi-Compartment 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.28 no.5, 2014년, pp.23 - 29  

김성찬 (경일대학교 소방방재학과)

초록
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다중구획공간내의 분무화재에 대하여 화재해석모델의 타당성을 파악하기 위해 BRANZFIRE 존 모델과 FDS 필드모델의 해석결과를 실화재 실험결과와 비교하였다. 분무화재 형성에 사용된 연료는 톨루엔과 메탄올이며 개방된 ISO-9705 공간에서 화재실험을 수행하여 발열량을 측정하였다. 화재발생공간과 복도공간에서 FDS 모델의 예측온도는 실험결과와 잘 일치하였으며 존 모델의 경우도 해석모델의 단순함에도 불구하고 만족할 만한 결과를 제공했다. FDS 모델의 타당성을 평가한 결과, 화재해석의 평균온도는 최대 오차 25% 범위에서 실험결과와 일치하고 있으며 전체 위치에 대한 평균값은 ${\pm}10%$ 이내로 신뢰할 만한 결과를 제공했다. 본 연구는 타당성 평가를 바탕으로 화재해석모델의 적용범위를 확대하고 모델한계를 설정함과 동시에 신뢰성 높은 화재안전성 평가에 활용하기 위한 근거자료를 제공하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The present study has been conducted to investigate the validity of the computational fire model and the results predicted by BRANZFIRE zone model and FDS field model are compared with a real scale fire test with spray fire in a multi-compartment. The liquid spray fires fueled with toluene and metha...

주제어

#Spray fire   #Fire model   #Validation   #Compartment fire   #Temperature field  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 복도를 포함한 다중구획공간 화재에 대하여 화재해석에 널리 적용되는 대표적인 존 모델(zone model)인 BRANZFIRE와 필드모델(field model)인 fire dynamics simulator (FDS) 모델에 의해 계산된 해석 결과를 실화재실험 결과와 비교하여 해석모델의 타당성을 검증하고자 한다. 이러한 검증연구를 통해 화재조건에 따른 해석모델의 신뢰성을 파악함으로서 해석모델의 적용범위와 한계를 명확히 함과 동시에 모델개선에 대한 동기를 부여함으로서 화재해석기법의 향상을 도모하고자 한다.
  • 따라서 본 연구에서는 복도를 포함한 다중구획공간 화재에 대하여 화재해석에 널리 적용되는 대표적인 존 모델(zone model)인 BRANZFIRE와 필드모델(field model)인 fire dynamics simulator (FDS) 모델에 의해 계산된 해석 결과를 실화재실험 결과와 비교하여 해석모델의 타당성을 검증하고자 한다. 이러한 검증연구를 통해 화재조건에 따른 해석모델의 신뢰성을 파악함으로서 해석모델의 적용범위와 한계를 명확히 함과 동시에 모델개선에 대한 동기를 부여함으로서 화재해석기법의 향상을 도모하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
분무화재 형성에 사용된 연료의 종류는 무엇인가? 다중구획공간내의 분무화재에 대하여 화재해석모델의 타당성을 파악하기 위해 BRANZFIRE 존 모델과 FDS 필드모델의 해석결과를 실화재 실험결과와 비교하였다. 분무화재 형성에 사용된 연료는 톨루엔과 메탄올이며 개방된 ISO-9705 공간에서 화재실험을 수행하여 발열량을 측정하였다. 화재발생공간과 복도공간에서 FDS 모델의 예측온도는 실험결과와 잘 일치하였으며 존 모델의 경우도 해석모델의 단순함에도 불구하고 만족할 만한 결과를 제공했다.
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참고문헌 (11)

  1. M. Dewey, "Practical Applications of Fire Modeling in Industrial Application", 6th Asia-Oceania Symposium on Fire Science and Technology (2004). 

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  4. G. H. Ko, S. C. Kim and H. S. Ryou, "FDS Simulation and Validation on the Under-ventilated Compartment Fires", Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering, Vol. 23, No. 5, pp. 103-109 (2009). 

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  6. S. Y. Moon, C. H. Hwang, J. S. Park and K. S. Do, "Validation of FDS for Predicting the Fire Characteristics in the Multi-Compartments of Nuclear Power Plant (Part II: Under-ventilated Fire Condition)", Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering, Vol. 27, No. 2, pp. 80-88 (2013). 

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  9. A. Tewarson, "Generation of Heat and Chemical Compounds in Fire", SFPE Handbook of Fire Protection Engineering 3rd Edition (2002). 

  10. A. Bounagui, N. Benichou, C. McCartney and A. Kashef, "Optimizing the Grid Size Used in CFD Simulations to Evaluate Fire Safety in Houses", 3rd NRC Symposium on Computational Fluid Dynamics, High Performance Computing and Virtual Reality, pp. 1-8 (2003). 

  11. K. Hill, J. Dreisbach, F. Joglar, B. Najafi, K. McGrattan, R. Peacock and A. Hamins, "Verification and Validation of Seclected Fire Models for Nuclear Power Plant Applications", NUREG-1824 (2007). 

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