아트리움 공간에서 화재발생시 복사열전달의 영향 분석

윤경범,장희철,김태국 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회논문지 Vol.21 No.4

본 연구는 아트리움 방호공간에서 화재발생시 복사열전달의 유무에 따른 유동장 및 온도분포의 예측을 목적으로 수치해석을 수행하였다. 화재모델로 Field 모델을 사용하였으며 난류 모델로 SIMPLE 알고리즘 이 적용된 표준 κ-ε 모델을 사용하였다. 복사열전달 해석에 필요한 복사물성치의 계산은 속도를 단축하며 정확성을 유지하는 WSGGM-RG를 사용하였다. 난류유동장과 복사열전달의 계산은 자체 개발된 CCRHT-3D 프로그램을 사용하였다. 해석결과에 의하면 화재지점을 제외하고 아트리움의 천장부가 높은 온도분포로 나타났다. 유동과 온도의 분포가 출입문 방향으로 편향되고 화재의 위치에서 아트리움의 천장과 벽에 가까워질수록 온도가 낮아지는 경향을 보였다. 이러한 결과는 천장 스프링클러헤드의 작동 시점을 예측하는데 복사열의 영향이 크다는 것을 의미하게 된다. The purpose of this study is focussed on the numerical predictions of temperature distribution by radiation heat transfer in atrium fire using the field fire model and the CCRHT-3D code. This code uses standard κ-ε turbulent model with SIMPLE algorithm and weighted sum of gray gases model grouping(WSGGM-RG). The WSGGM-RG calculates radiative properties on the duced computational loads while reserving the accuracy. The numerical results show that lower temperature distributions on the wall and the top ceiling wall can be obtained by considering radiative heat transfer. The temperature on the top ceiling wall can be an important parameter in predicting the operating condition of the sprinkler head.

표면의 대류열전달계수, 방사율 및 화염 열유속 역해석 연구

윤경범,박원희 한국화재소방학회 2013 한국화재소방학회논문지 Vol.27 No.6

반발 입자 군집 최적화 알고리즘을 이용하여 시편 표면에서의 대류열전달 계수, 방사율 및 화염에 의한 열유속을 예측하였다. 콘 칼로리미터를 이용하여 여러 열유속 조건 하에서의 방무목 시편의 표면 온도와 질량감소율 및 발화시간을 측정하였다. 본 연구에서 최적화된 대류열전달계수, 방사율 및 화염에 의한 열유속을 이용하여 계산된 표면온도는 실험결과와 각 열유속에 대하여 평균오차가 2% 내로 잘 일치하였다. 본 연구에서 제시한 방법을 이용하여 실험적 방법으로직접 측정하기 매우 어려운 화염이 발생하는 표면에서 열전달과 관련된 여러 물리량을 구할 수 있다. The convective heat transfer coefficient, emissivity, and flame heat flux on the surface of Duglas fir are estimated by using repulsive particle swarm optimization. The surface temperature, mass loss rate, and ignition time are measured for various incident heat fluxes from a cone heater of the cone calorimeter. The calculated surface temperatures obtained by using the optimized convective heat transfer coefficient, emissivity and flame heat flux on the surface in this study match well with those obtained from the test. The maximum error between the predicted and measured surface temperatures for the three different external heat fluxes is within 2% showing reasonable agreements. The methodology proposed in this study can be used to obtain various values related to heat transfer on a flaming surface that are difficult to measure in experiments.

실버캐리지 및 개인용 이동수단의 품질인증 방법 개발

윤경범 대한교통학회 2019 대한교통학회 학술대회지 Vol.80 No.-

최근 교통수단의 새로운 패러다임으로 개인용 이동수단(Personal Mobility, PM)이 주목받고 있다. 개인용 이동수단이 주목을 받는 배경에는 미세먼지 및 지구온난화 등으로 환경오염에 대한 경각심이 높아짐에 따라 배기가스 규제 및 도심 내 차량 규제의 강화, 1인가구의 증가 및 인구 고령화 등이 있다. 주목을 받고 있는 개인용 인동수단의 특징은 전기를 동력으로 휴대성 및 경제성에 강점을 가지고 있으며, 대표적인 예로 전동보드(전동 휠), 전동킥보드 및 전동이륜평행차(세그웨이) 등이 있다. 개인용 이동수단의 국내시장 규모가 증가함에 따라 관련 사고도 늘어나고 있으며, 사고 방지를 위해 나라별로 운행 장소 및 속도 등에 대한 규정을 마련하고 있다. 본 연구에서는 대량생산되어 불특정 다수에게 보급될 수 있는 개인용 이동수단 중 고령자가 사용할 수 있는 제품의 안전을 확보하기 위하여 부가적으로 확인해야 하는 안전요건 및 시험방법을 제시하여 품질인증 제도에 활용할 수 있도록 하였다.

WSGGM-RG를 이용한 임의의 형상을 갖는 3차원 공간 내의 비회색 복사열전달 해석 연구

윤경범(Kyung-Beom Yoon),장희철(Hee-Chul Chang),박원희(Won-Hee Park),박리진(Lee-Jin Park),김태국(Tae-Kuk Kim) 대한기계학회 2006 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2006 No.6

The weighted sum of gray gases model with a gray gas regrouping(WSGGM-RG) has been successfully developed to nonhomogeneous and nonisothermal combustion gases. The WSGGM with gray gas regrouping technique is then applied to model the radiative transfer within some three-dimensional irregular enclosures to examine the applicability of the WSGGM-RG for different geometrical variations. In this study some radiative transfer problems through nongray gases are successfully solved by using the discrete ordinates interpolation method(DOIM) with the regrouped WSGGM and with nonorthogonal grids generated for a cubical enclosure and for some skewed hexahedral enclosures.

스키헬멧의 공기역학적 설계를 위한 전산유체역학 활용 연구

윤경범(K.B. Yoon),이흔수(H.S. Lee),이승우(S.W. Lee),윤성준(S.J. Yoon),장희철(H.C. Chang) 한국전산유체공학회 2016 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.7

가스상과 입자상의 유입비율에 따른 가스 입자 혼합특성 연구

윤경범(Kyung Beom Yoon),장희철(Hee Chul Chang),김태국(Tae Kuk Kim) 대한기계학회 2008 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2008 No.5

The purpose of this research is to study numerically the gas-particle two phase mixing characteristics for different inflow rates of gas and particle phases. A computer code is developed for numerical study by using the k-ε-a<SUB>p</SUB> two-phase turbulent model. The k-ε-a<SUB>p</SUB> two phase turbulent model assumes both of the gas and particle phases as continua and the transport phenomenon is expressed by the Eulerian point of view. A 3-dimensional rectangular furnace is considered for the numerical study and the inlet ports for gas and particle are provided at the bottom of the furnace. Numerical results show that the larger velocity slips between the gas and particle phases result in the wider dispersion of the particle phase from the centerline of the jets.

최적화기법을 이용한 철도차량 바닥재의 화염 열유속 및 방사율 예측

박원희,윤경범,Park. Won-Hee,Yoon. Kyung-Beom 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.3

철도차량 바닥재로 사용되는 합성 고무를 시편으로 하여 콘 칼로리미터 실험을 수행하고 시편의 표면온도, 발화시간 및 질량감소율을 측정하였다. 측정된 결과를 이용하여 임계열유속 및 발화온도를 산출하고, 반발 입자 군집 최적화 알고리즘을 이용하여 시편 표면에서의 화염에 의한 열유속을 예측하였다. 본 연구에서 최적화된 열유속을 이용하여 계산된 표면온도는 실험에서 측정한 표면 온도와 잘 일치하였다. 본 연구에서 제안한 화염에 의한 열유속을 구하는 방법은 철도차량의 화재 시뮬레이션의 신뢰성 확보에 유용한 도구로 활용될 수 있다. Surface temperatures, ignition times and mass loss rates of the synthetic rubber for railway vehicle flooring are measured for different external heat fluxes by the cone calorimeter. The flame heat flux on the surface can reach the better value by applying the repulsive particle swarm optimization algorithm. During optimization process the critical heat flux and ignition temperature are calculated using measured results. Finally we estimated the optimized flame heat flux. The calculated surface temperatures obtained by using optimized flame heat flux on the surface in this study are matched well with those from the test. The suggested process of determining flame heat flux proposed might be a very useful engineering method for ensuring the validity of a fire simulation for railway vehicles.

지하철 터널 내 운행 중 객차에서 화재발생시 제연풍량에 따른 열 및 연기 확산 예측 연구

장희철,윤경범,박리진,김태국,박원희,김동현,Chang. Hee-Chul,Yoon. Kyung-Beom,Park. Lee-Jin,Kim. Tae-Kuk,Park. Won-Hee,Kim. Dong-Hyeon 한국방재학회 2007 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2007 No.1

The purpose of this research is focussed on the numerical predictions of the heat and smoke propagations for a passenger train fire in an underground subway tunnel for different air supply and extraction flowrates. The analysis is performed for one of the stations on subway line #5 in Seoul under the emergency operation mode for different air supply and extraction flowrates. Five different the air supply and extraction flowrates are considered for the numerical analyses. The numerical results show that the air supply and extraction flowrates affect the smoke control performance significantly by improving the smoke removal performance for the balanced control of air supply and smoke extraction and for the unbalanced control with lager smoke extraction than air supply.

지하철 화재시 제연모드에 따른 열 및 연기 배출 특성 연구

장희철,윤경범,박원희,김태국 한국방재학회 2008 한국방재학회논문집 Vol.8 No.3

This study is focused on the numerical predictions for different smoke-control ventilation modes for the subway fire. Smoke-controlventilation mode in the domestic platform is that exhausting for the smoke detected zones while supplying air or stopping any ventilationfor other zones in the platform. Three cases of smoke control ventilation modes are considered. First and second case are present runningsmoke control mode in Korea. The third is that smoke-control ventilation fans equipped in the platform are operated in first 4minute(platform evacuation time, NFPA130) since then the fans equipped in the platform are stopped and the fans equipped in the tun-nels are operated. Distributions of heat, carbon monoxide and visible range are compared at a height of 1.7m(passenger breath/sightheight) above the platform. The numerical results show that air supply fan operation in the platform causes the smoke disturbance and alatformfans in smoke rejection efficiency. 본 연구는 지하철에서 화재발생시 최적의 제연모드 예측을 목적으로 수치해석을 수행하였다. 현재 국내 지하철 화재발생시 제연모드는 승강장 내 화재구역 배기, 비화재구역 급기 또는 정지로 설정 되어있다. 수치해석 조건은 2가지 국내 비상시 제연모드 및 발화 4분(승강장 피난허용시간, NFPA 130) 이전까지 승강장에서 배기를 하며, 발화 4분이 후 터널 배기로 전환되는 스위치모드의 3가지 경우에 대하여 비교 분석하였다. 승객 호흡높이(1.7m)를 기준으로 열, 일산화탄소 및 가시거리를 비교하였다. 수치해석 결과 급기팬 작동은 연기를 교란시키고 확산시킬 수 있으며, 또한 승강장 및 터널 제연모드로 작동할 경우 승강장의 제연모드로만 작동한 경우에 비하여 연기 배출에 효과적임을 확인할 수 있었다.

화재발생 위치 및 switch mode 운전에 따른 제연 성능 예측 연구

장희철(Chang, Hee-Chul),윤경범(Yoon, Kyung-Beom),박리진(Park, Lee-Jin),김태국(Kim, Tae-Kuk),박원희(Park, Won-Hee),손봉세(Son, Bong-Sei) 한국화재소방학회 2007 한국화재소방학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.추계