A Study of Smoke Movement in Tunnel Fires

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Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2000;14(2):21-32.
Published online June 30, 2000.

터널내에서 화재 발생시 연기 거동에 대한 연구

김상훈김성찬김충익유홍선

¹중앙대학교 기계공학과 대학원²중앙대학교 기계공학과 대학원³중앙대학교 기계공학부⁴중앙대학교 기계공학부

A Study of Smoke Movement in Tunnel Fires

요약

본 연구는 터널에서의 화재성상을 파악하기 위해 실물 실험의 대안으로서 축소 모형 실험을 수행하였고 또한 실험결과와 비고분석하기 위하여 터널내에서의 화재에 대하여 연기거동을 수치해석하였다. 터널내에서의 연기유동은 Buoyancy force에 의해 지배되므로 Froude scaling링에 의해 얻어진 축소법칙에 따라 실물터널을 1/20로 축소한 모형에서 실험 수행하였고 검증하였다. 여기서 얻어진 결과를 수치해석 결과와 비교하였다. 수치해석은 3D 비정 렬 격자, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델등을 사용하였다. 분석결과 실험과 수치해석 결과가 어느정도 일침함을 확인하였고, 연층의 전달 속도, 온도 구배, 하강 높이를 확인할 수 있었다.

Abstract

In this study, reduced-scale experiments as the alternative to a real-scale fire test were conducted to understand fire properties in tunnel, and their results were compared with those of numerical simulation. The 1/20 scale experiments were conducted under the Froude scaling since smoke movement in tunnel is governed by buoyancy farce. A numerical simulations were on performed 3D unstructured meshes with PISO algorithm and buoyant plume models. Results showed that data was in reasonable agreement with the numerical data of smoke velocity, temperature distribution, and clear height.

Key Words: Smoke movement, Froude scaling, PISO algorithm, Buoyant plume model