상사 이론을 이용한 소화탄 모델 해석

Analysis on the Model of Fire Extinguishing Bomb with the Theory of Similarity

본 연구에서는 산림 화재의 진압을 목적으로 사용되는 소화탄의 폭발 과정을 세도프의 상사 이론을 이용하여 모사하였다. 이 문제는 압축성 유동에서의 충격파와 공기와 물의 매질에 대한 이상 유동으로 구성되기 때문에 현재 모델에 대한 직접 수치 모사가 매우 힘들다. 따라서 해석적인 상사 이론을 적용, 차원 해석에 대한 적절한 파라미터 차수를 추출하였다. 본 연구를 통하여 소화탄에 관한 복잡한 물리 현상을 상사 이론을 사용하여 간단하게 해석하는 방법을 구축하였으며, 이 결과는 소화탄의 성능을 예측하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

In this study, the process of explosion has been simulated on a fire extinguishing bomb for the object of extinguishing wild forest fires with Sedov’s similarity theory. As this problem consists of two-phase flow with the media of air and water in the regime of compressible flow, the direct numerical simulation is very difficult in the present model. Therefore, applying analytic similarity theory, the suitable parameter powers are obtained for the dimensional analysis. Through this investigation, the complex physical phenomena is simply analyzed with the similarity theory, and the result is expected to be applied usefully to the prediction of performance in fire extinguishing bombs.