수직관통로 내의 수직 상승하는 연기의 유속변화에 대한 수치해석적 연구

안찬솔 한국화재소방학회 2018 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2018 No.춘계

고층빌딩 비상 계단통로의 수직 연기확산에 관한 연구

안찬솔 한국화재소방학회 2019 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2019 No.춘계

건축물 수직관통로 내 연기확산 변화에 대한 수치해석적 연구

안찬솔 한국화재소방학회 2017 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2017 No.추계

실내종합체육관의 연기거동에 대한 수치해석적 연

안찬솔 한국화재소방학회 2016 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2016 No.추계

주거공간 단위가연물의 열역학적 수치해석 모델링에 관한 연구

안찬솔,김정엽,유용호,권오상,주상현 한국화재소방학회 2011 한국화재소방학회논문지 Vol.25 No.6

This study is intended to present a computational thermal model for the combustibles in a residential building. As the Performance Based Design is more popular, fire-intensity and fire-load have turned out to be very important factors for building design and can be predicted through some computational work. To predict and estimate the thermal properties of the residential combustible fire, we made some numerical models of combustibles in a residential building. In a bid to validate the estimate values, computational analysis results from numerical models were compared with real fire tests. For computational analysis, the Fire Dynamics Simulator was used with Large Eddy Simulation model for turbulence. Consequently, each heat release rate and total heat release curves were successfully estimated. 본 연구는 주거공간에 배치된 가연물의 열역학적 연소모델을 구현하는데 목적이 있다. 화재하중과 화재강도는 성능설계의 사용이 증가함에 따라 건축물 화재안전 설계에 중요한 요소로 대두되고 있으며, 컴퓨터를 이용한 수치해석을 통해 예측이 가능해 지고 있다. 주거 가연물의 열역학적 연소특성을 예측하기 위해 각 가연물의 수치해석용 모델을 설계하였다. 해석된 결과를 검증하기 위해 수치해석의 결과를 실물 연소실험의 열방출량 결과와 비교하였다. 수치해석을 위해 FDS를 사용하였으며, 난류해석을 위해 LES모델이 사용되었다. 검증결과 열방출율 및 총발열량은 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

대공간 화재해석을 위한 난류모델의 특성 연구

안찬솔 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.5

FDS (Fire Dynamics Simulator) is one of the most universal software used for fire analysis in Korea. It’s the software which has beendeveloped and updated for 25 years by NIST in USA and online distributed at no cost for use by the researchers and students worldwidewho are engaged in fire research as well as has long been verified by the experts. Then Smagorinsky’s LES (Large Eddy Simulation)model adopted in FDS for turbulence analysis is the model developed earlier than any other LES models and is known to befar behind in terms of reliability when applying to calculation of the building with complex shape. This study, for the purpose of evaluatingthe fire analysis performance of FDS in large space, is intended to evaluate the characteristics of large-space fire analysis of 4different types of LES model used in FDS with Murcia Atrium Fire Test conducted in Murcia in Spain and consequently, it’s confirmedthat Dynamic Smagorinsky model predictes the outcome which is closer to experiment value than any others. FDS(Fire Dynamics Simulator)는 국내에서 화재해석을 위해 사용되고 있는 가장 보편적인 소프트웨어 중의 하나이다. 미국의 NIST에서 25년간 지속적인 업그레이드를 통해 개발되어 오고 있으며 인터넷 상에서 무료로 배포되고 있어 전 세계의 화재관련 연구자 및 학생들이 연구 및 학습의 목적으로 사용하고 오랜 기간 동안 많은 전문가들에 의해 검증되어온 소프트웨어이다. 하지만 FDS가 난류해석을 위해 사용하고 있는 Smagorinsky의 LES(Large Eddy Simulation)모델은 현재까지 발표된 LES모델 중 가장 초기의 모델로서 건축물과 같이 복잡한 형상을 갖는 계산영역에서는 결과의 신뢰성이 많이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 FDS의 대공간의화재해석 성능을 평가하는 것을 목적으로 스페인 Murcia에서 수행된 Murcia Atrium Fire Test를 해석 대상으로 하여 FDS가 사용하고있는 4가지의 LES모델의 대공간 화재해석의 특성을 분석하였으며 그 결과로 Dynamic Smagorinsky 모델이 실험값에 가장 근접한 결과를 예측하고 있음을 확인하였다.

가압 계단실의 방연풍속 형성에 대한 수치해석적 분석

안찬솔,Ahn. Chan Sol 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.6

상업용 고층건축물은 구조적인 특성으로 인해 화재 시에 발생되는 연기가 수평과 수직방향으로 급속히 확산되는 경향이 있다. 특히 피난 계단실과 승강기 샤프트(shaft)로 확산된 연기는 인명손실의 결과로 연결되기 때문에 우리나라에서는 화재안전기준 NFSC 501A의 `특별피난계단의 계단실 및 부속실 제연설비의 화재안전기준`을 마련하여 이와 같은 공간에 대한 연기의 침투를 방지하도록 하고 있다. 이러한 목적을 위해 기존에는 부속실을 가압하는 방식을 주로 사용하여 왔으나 최근에는 계단실을 가압하는 방식을 도입하는 추세에 있다. 본 연구에서는 계단실 가압시스템으로 설계된 실제의 건축물을 대상으로 기준에 적합한 방연풍속이 확보되는지의 유무를 수치해석적으로 분석하고자 하였다. 이를 위해 임의의 화재층을 대상으로 구조, 풍량, 압력, 유동면적 등을 측정하여 실물크기로 수치해석용 모델을 구성하였고 방연풍속을 분석하였다. In high-rise commercial buildings, the smoke that occurs in case of a fire tends to be spread rapidly to the horizontal and vertical direction due to the structural characteristics of the buildings. In particular, since the smoke spread to evacuation stairwells and elevator shafts results in the toll of lives, `Design Guidelines for Smoke Control System of Special Evacuation Stairwell and Lobby` of NFSC 501A was proposed in Korea as one of fire safety standards to prevent the penetration of the smoke into the above mentioned areas. Towards this end, the vestibule pressurization method was largely used in the past, but the stairwell pressurization method is introducing in recent years. This study attempted to analyze whether air egress velocity suitable for the standards is secured, targeting the actual buildings designed with stairwell pressurization system through numerical analysis. For this, a real-size model for numerical analysis was made by measuring the floor plan, airflow, pressure and flow area of any floor in a fire, and velocity to prevent smoke backflow was analyzed.

수직 관통로 내 연기 확산에 미치는 벽효과에 관한 수치해석적 연구

안찬솔 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.7

The study of column dynamics in high-rise buildings is a subject of interest for building engineers because of their safety implications. In this study, a numerical analysis is performed using Fire Dynamics Simulator considering the temperature, velocity, and pressure of vertically rising smoke in buildings of various sizes as a function of fire size. The numerical analysis results were analyzed and verified for confined and open systems. The results of this study show that as the building area decreased and the fire size increased, the buoyancy flow accelerated, and the total building temperature rose. The lower pressure of the building floor due to the smoke's buoyancy increased the vertical pressure gradient throughout the building. These findings can be used by design engineers to develop design safety guidelines. 고층 건물의 기둥 동력학에 대한 연구는 안전에 미치는 영향 때문에 건물 엔지니어에게 관심의 대상이 되는 연구 분야이다. 본 연구에서는 다양한 크기의 건물에서 발생하는 수직 상승하는 연기의 온도, 속도 및 압력을 화재 크기의 함수로 고려하여 FDS (Fire Dynamics Simulator)를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과는 제한(confined) 및 개방(open)된 시스템에 대한 분석과 검증을 수행하였다. 연구결과, 건물 면적이 감소하고 화재 규모가 커지면 부력에 의한 흐름이 가속되고 전체 건물 온도가 상승하였고, 부력 연기로 인한 건물 바닥의 낮은 압력은 건물 전체의 수직 압력 구배를 증가 시켰다. 이러한 연구결과는 연기 역학 관련 설계 엔지니어가 설계 안전 지침을 개발하는 데 사용할 수 있다.

주거용 건축물의 화염전파 현상에 대한 수치해석적 검토

안찬솔,김흥열,유용호,김형준 한국화재소방학회 2012 한국화재소방학회논문지 Vol.26 No.1

This study is intended to present a computational thermal model for a residential building. As the Performance Based Design is more popular, fire-intensity and fire-load have turned out to be very important factors for building design and can be predicted through some computational work. To predict and estimate the fire properties of a residential fire, we made some numerical models of combustibles and residential building. In a bid to validate the estimate values, computational analysis results from numerical models were compared with real fire tests. For computational analysis, the Fire Dynamics Simulator (FDS) was used with Large Eddy Simulation (LES) model for turbulence. Consequently,fire-intensity was well predicted and flash-over of rooms were successfully estimated. 본 연구는 주거용 건축물의 열역학적 수치해석모델을 검토하는데 목적이 있다. 화재하중과 화재강도는성능설계의 사용이 증가함에 따라 건축물 화재안전 설계에 중요한 요소으로 대두되고 있으며, 컴퓨터 성능의 발전으로 수치해석을 통한 예측이 가능해 지고 있다. 주거 가연물의 연소특성을 예측하기 위해 각가연물의 수치해석용 모델을 설계하였다. 해석된 결과를 검증하기 위해 수치해석의 결과를 실물 화재실험의 결과와 비교하였다. 수치해석을 위해 FDS5를 사용하였으며, 난류해석을 위해 LES모델이 적용하였다. 검증결과 화염전파 현상 및 온도곡선은 실험결과와 정성적으로 잘 일치함을 확인하였다.

수직 실린더 내부에서의 연기 확산에 대한 실험적 연구

안찬솔 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.7

This experimental study was conducted to investigate the spread of fire smoke through the vertical penetration passage of a skyscraper. Vertical cylinders were used to observe the smoke diffusion phenomenon in the vertical direction, and the conditions of the limited heat source were constructed. Experimental measurements of the vertical diffusion of the plume generated from the pyrolysis source with natural buoyancy was carried out, and the effect of the cylinder wall was observed. The results were compared with the results of the theoretical equations and numerical analysis and analyzed. It was observed that the plume limited by the vertical cylinder tends to diffuse to the periphery while puffing, similar to the open plume at the initial stage generated in the heat source. However, it was observed that the pipe flow developed while moving upward. In addition, as the cross-sectional area decreased owing to the wall surface of the cylinder, and as the calorific value of the heat source increased, the pipe flow developed rapidly. 본 연구에서는 초고층빌딩의 수직 관통로를 통해 화재 연기가 확산되는 현상에 대해 관심을 갖고 연구하였다. 이러한 현상을 관찰하기 위해 수직으로 세워진 실린더로 제한된 발열원를 준비하고, 여기에서 발생한 플룸이 자연 부력으로 수직 확산하는 현상을 실험적으로 관찰하였고 그에 따른 실린더 벽면의 영향도 관찰하였다. 그리고 그 결과를 이론식 및 수치해석의 결과와 비교하고 분석하였다. 실험결과, 실린더에 의해 제한된 플룸이 발열원에서 발생된 초기에는 개방된 플룸과 유사하게 puffing을 하면서 상부로 확산하는 경향을 보이지만, 상부로 상승 이동하면서 파이프유동(pipe flow)로 발전하는 것을 관찰하였다. 그리고 이때 실린더 벽면의 영향으로 실린더의 단면적이 작아질수록, 발열원의 발열량이 커질수록 풀룸의 수직상승 확산속도가 빠르게 진행되는 경향을 보였다.