화원이 존재하는 구획실의 높이가 수평 개구부 유동과 온도 분포에 미치는 영향

Effect of Compartment Height with Fire Source on Horizontal Vent Flow and Temperature Distribution

화원이 존재하는 구획실의 높이가 수평 개구부 유동과 온도 분포에 미치는 영향에 대한 전산시뮬레이션을 수행하였다. 구획실 높이가 1.1 m (H1.1)와 5.5 m (H5.5), 개구부 면적이 바닥 면적의 1% (HV01)와 10% (HV10), 화원의 위치가 바닥의 중앙(FSC)과 측면(FSS)인 조건을 대상으로 하였다. HV01 조건과 HV10 조건 모두, FSC 조건에서는 H1.1조건이 H5.5 조건보다 개구부 유동의 질량 유량이 많고 속도가 빨랐다. FSS 조건의 경우, HV01 조건에서는 H5.5 조건과 H1.1 조건의 질량 유량 차이가 미미하였지만, HV10 조건에서는 H5.5 조건이 H1.1 조건보다 질량 유량이 많았다. 유동 속도는 H1.1 조건과 H5.5 조건에서 유사하게 나타났다. 한편, HV01 조건의 모든 화원 위치에서 H1.1 조건이 H5.5 조건보다 구획실 내 온도 분포가 높았다. HV10 조건의 경우, FSC 조건에서는 H5.5 조건이 H1.1 조건보다 구획 실 내 온도 분포가 높았고, FSS 조건에서는 반대의 경향이 관찰되었다. 화재 플룸 중심선의 온도 상승에 대해, 기존상관식은 본 전산시뮬레이션 결과를 과대 예측하는 것으로 나타났고, 구획실 내 혼합 현상이 화재 플룸 중심선의 온도 상승 경향에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

The effect of compartment height with a fire source on the horizontal vent flow and temperature distribution was numerically investigated. Two compartment heights were examined, namely 1.1 m (H1.1) and 5.5 m (H5.5). Horizontal vent areas were set at 1% (HV01) and 10% (HV10) of the floor area, and fire sources were positioned at the center (FSC) and side (FSS). H1.1 exhibited a larger mass flow rate and higher velocity of vent flow than H5.5 for FSC cases with HV01 and HV10. In the case of HV01 with FSS, the mass flow rates between H1.1 and H5.5 were comparable. However, in the case o f HV10 w ith F SS, H5.5 d emonstrated a larger m ass flow r ate than H 1.1. V ent flow v elocities a ppeared similar between H1.1 and H5.5 for FSS cases with both HV01 and HV10. Meanwhile, H1.1 exhibited a higher temperature distribution than H5.5 for HV01 cases with FSC and FSS. For HV10 with FSC, H5.5 showed a higher temperature distribution than H1.1. Conversely, for HV10 with FSS, the opposite trend was observed. The previous correlation overestimated the results of the present numerical simulation regarding the fire plume centerline temperature rise. It was speculated that mixing within the compartment affected the trend of fire plume centerline temperature rise.