A Sensitivity Study of the Number of Parcels to the Numerical Simulation of Sprinkler Sprays

Sung-Chan, Kim; Sang-Woo, Lee; Won-Ju, Park

Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2009;23(1):48-54.
Published online February 28, 2009.

통계적 액적군집수에 따른 스프링클러 분무해석의 민감도에 관한 연구

김성찬, 이상우, 박원주

¹경일대학교 소방방재학부²경일대학교 소방방재학부³경일대학교 소방방재학부

A Sensitivity Study of the Number of Parcels to the Numerical Simulation of Sprinkler Sprays

Kim Sung-Chan, Lee Sang-Woo, Park Won-Ju

요약

본 연구는 스프링클러 분무의 통계적 액적수가화재 필드모델의 해석결과에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 분무거동 및 화재유동을 해석하기 위해 사용된 해석모델은 미국의 표준기술연구원에서 개발된 FDS 5.2이며, 화재 시뮬레이션에서 각 스프링클러에서 생성되는 분무액적들은 액적크기, 속도, 온도 등의 특성이 유사한 통계적 라그랑지안 입자의 군집으로 표시된다. 본 연구에서는 실제 스프링클러에서 생성되는 액적수에 대한 계산에 이용되는 통계적 액적군집수의 비를 이용하여 분무액적의 통계적 군집수의 변화가 공간내부의 분무특성 및 화재해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석 결과에 대한 통계적 분무액적수의 독립성을 확보하기 위해서는 FDS 모델에서 제공되는 기본값보다 다소 큰 값을 요구하고 있으며 FDS 분무 모델을 이용한 화재진압 시뮬레이션 수행시 통계적 군집수에 대한고찰과 추가적인 민감도 해석이 필요로 한다.

Abstract

The present study has been performed to investigate the effect of statistical number of droplets on the simulation of the sprinkler spray using fire field model. In order to simulate the sprinkler spray characteristics, the present study uses NIST Fire Dynamics Simulator version 5.2. A group of Lagrangian particles with similar droplet characteristics, such as diameter, velocity, temperature and so on, is represented by parcel concept to decrease the total number of droplets tracked in the simulation. The present study introduces a new parameter to represent the ratio between real number of droplets and computational parcels. The dependency of the number of parcels on the fire suppression characteristics and spray patterns is quantitatively examined for different ratio between the real number of droplets and computational parcels.

Key Words: Sprinkler, Fire model, Fire suppression, Spray