산불화재모델의 지형정보 처리방식이 화재전파에 미치는 영향 = Effects of Terrain Geometry Processing Methods on Fire Spread in Wildland Fire Modeling

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 실제 지형정보를 기반으로 구성된 해석영역에 대해 화재해석시 기하학적 요소의 처리방법에 따른화재전파특성을 파악하고자 한다. 해석영역에 대한 기하학적 요소는 물체맞춤격자(body fitted grid, BF)와 격자분할법(cut cell method, CCM)에 의해 처리되었으며 산불화재의 확산은 발열량 정보를 포함하는 level set 모델이 적용되었다. 물체맞춤격자와 격자분할법에 의해 예측된 시간에 따른 화재확산은 국부적으로 차이는 있으나 전체적으로 유사한 경향을 보였다. 산불화재 확산에 따른 계산된 발열량 정보로부터 화재확산에 따른 화재선단의 둘레 길이 산정하는 모델을 제시하였으며 level set법에 의해 계산된 둘레와 잘 일치된 결과를 보였다. 격자분할법은 화재해석 모델을구성하는데 있어 복잡한 지형정보의 처리가 용이하고 기존의 물체맞춤격자의 해석결과와 유사한 결과를 제공하여향후 산불화재해석의 적용성을 확대하는데 기여할 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to understand the characteristics of wildfire spread according to the processing methods ofterrain geometry in the computational domain based on topographic data. The terrain geometry of the computational domainwas handled using body-fitted (BF) grids and the cut-cell method (CCM), and the spread of the wildfire was simulatedusing a level-set model incorporating the heat release rate. The fire spread predicted by the BF grid and CCM showedsimilar overall trends despite local differences. A simple model was proposed to estimate the perimeter of the fireline basedon the calculated heat release rate with fire spread, which showed good agreement with the field results predicted by thelevel-set method. The cut-cell method can enhance the applicability of wildland fire-spread models due to its ease ofhandling complex terrain geometry and reasonable agreement with the BF grid.