수직 개구부로 연결된 다중구획실 화재 시 온도 및 유동 분포와 고온 가스층 특성에 대한 연구 = Investigation on Temperature and Flow Distributions and Hot Gas Layer Characteristics in Fire of Multi-compartment Connected Through Vertical Opening

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, fire phenomena in the multi-compartment connected through a vertical opening were experimentally and numerically investigated. Two compartments connected with two vertical openings were tested. One vertical opening(VO1) is installed between two compartments (i.e., ROOM1 and ROOM2) and one(ROOM2) of compartments has the additional vertical opening(VO2) connected to the outside of compartment. In the cases of fires occurring in ROOM1 and ROOM2, the fire phenomena in fire room and adjacent room were examined. Under three heat release rate(HRR) conditions, the velocity distribution, mass flow rate passing through vertical opening, temperature distribution, and thickness and temperature rise of hot gas layer were measured and analyzed. The numerical simulation data were quantitatively compared with the experimental data and the dependences of hot gas layer thickness and temperature rise on HRR were checked. In addition to HRR effect, the effects of compartment wall material and widths of VO1 and VO2 were explored. Moreover, the previous correlation to predict the hot gas temperature rise in adjacent room was assessed and previous correlation found to underpredict the present data. Hence, based on the present data, new prediction correlations for the hot gas temperature rises in fire room and adjacent rooms were proposed.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 동향 2
• 1.3 연구 내용 및 범위 8
• 2. 실험과 전산시뮬레이션 조건 및 방법 10
• 2.1 실험 10
• 2.1.1 실험 장치 10
• 2.1.2 실험 조건 및 방법 15
• 2.2 전산시뮬레이션 20
• 2.2.1 전산시뮬레이션 조건 20
• 2.2.2 전산시뮬레이션 방법 24
• 3. 실험과 전산시뮬레이션 결과 28
• 3.1 열방출률 영향: 실험 및 전산시뮬레이션 29
• 3.1.1 유동 속도 분포 29
• 3.1.2 질량 유량 32
• 3.1.3 구획실 내 온도 분포 34
• 3.1.4 고온 가스층 두께 및 온도 상승 39
• 3.1.5 열방출률에 대한 고온 가스층 두께 및 온도 상승의 의존성 46
• 3.1.6 실험 및 전산시뮬레이션 결과 간 비교 50
• 3.2 구획실 벽면 재질 영향: 전산시뮬레이션 53
• 3.2.1 유효 열전달 계수 53
• 3.2.2 유동 속도 분포 56
• 3.2.3 질량 유량 58
• 3.2.4 구획실 내 온도 분포 60
• 3.2.5 고온 가스층 두께 및 온도 상승 65
• 3.3 수직 개구부(VO1) 너비 영향: 전산시뮬레이션 68
• 3.3.1 유동 속도 분포 68
• 3.3.2 질량 유량 70
• 3.3.3 구획실 내 온도 분포 72
• 3.3.4 고온 가스층 두께 및 온도 상승 77
• 3.4 수직 개구부(VO2) 너비 영향: 전산시뮬레이션 80
• 3.4.1 유동 속도 분포 80
• 3.4.2 질량 유량 82
• 3.4.3 구획실 내 온도 분포 84
• 3.4.4 고온 가스층 두께 및 온도 상승 89
• 3.5 화재실 및 인접실 내 고온 가스층 온도 상승 예측 92
• 3.5.1 기존 고온 가스층 온도 상승 상관식 검토 92
• 3.5.2 고온 가스층 온도 상승 상관식 제안 96
• 4. 결 론 100
• 후 기 104
• 참 고 문 헌 105