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https://www.krm.or.kr/krmts/link.html?dbGubun=SD&m201_id=10016642&local_id=10027085
전산 화재 모델 개발을 위한 고해상 열 및 질량 전달 측정
Reports NRF is supported by Research Projects( 전산 화재 모델 개발을 위한 고해상 열 및 질량 전달 측정 | 2008 Year 신청요강 다운로드 PDF다운로드 | 이기용(안동대학교) ) data is submitted to the NRF Project Results
Researcher who has been awarded a research grant by Humanities and Social Studies Support Program of NRF has to submit an end product within 6 months(* depend on the form of business)
  • Researchers have entered the information directly to the NRF of Korea research support system
Project Number D00013
Year(selected) 2008 Year
the present condition of Project 종료
State of proposition 재단승인
Completion Date 2010년 06월 22일
Year type 결과보고
Year(final report) 2010년
Research Summary
  • Korean
  • 화염의 천이 거동을 제한함으로 반복 측정을 용이하게 하기위해 음향의 영향을 받는 중간 크기의 pool fire에 대한 실험이 수행되었다. 함수발생기에서 pool fire 자연주파수의 사인파를 버너 아래에 설치된 스피커로 보냄으로 버너로 공급된 연료는 약간의 섭동을 받는다. 이러한 섭동 결과, pool fire의 형상은 pool fire의 거동에 영향을 미친다. 특히 자연주파수 음파에 영향을 받는 pool fire에 대한 열유속 측정과 화염 이미지 분석에 근거하면, 어느 정도까지 사인파의 크기가 증가할수록 화염의 거동은 더욱 더 분명하게 작용하였다. 음파의 영향을 받은 화염과 받지 않은 화염의 조건에서 버너의 중심축과 횡 방향으로 열전대와 섬유광학시스템(fiber optic system)을 가지고 각각 온도와 흡수 매연체적분율(absorption soot volume fractions)에 대한 측정이 이루어졌다. 화염 영역에서 흡수 매연체적분율 결과는 다른 연구자의 결과와 매우 잘 일치하였다. 반복적 측정의 평가를 위해 표준편차가 적용되었고, 실시간 측정의 경우 음파의 영향을 받는 화염에 대한 측정에서 표준편차 변화의 감소 가능성을 보여주었다.
  • English
  • Experimental investigations have been performed on a medium-scale pool fire acoustically forced in order to facilitate repeatable measurements defining the flame’s transient behavior. The fuel flow was slightly perturbed at the natural frequency of the pool fire by a sine waveform driven with a loudspeaker which was installed under the burner. As a result of the perturbation, the puffing behavior of pool fire and the fire shape were modified. As the magnitude of sine wave was increased more motion was clearly observed, based on the measurement of the radiative heat flux and image analysis. Temperature and soot volume fractions were measured along the center line and throughout a slice of the burner. The soot volume fractions in the flame region are in very good agreement with other researchers. The reproducibility of these measurements is established through several series of experiments. The acoustically driven flame provides the possibility of a more repeatable measurements of the transient behavior of these pool fires.
Research result report
  • Abstract
  • 화염의 천이 거동을 제한함으로 반복 측정을 용이하게 하기위해 음향의 영향을 받는 중간 크기의 pool fire에 대한 실험이 수행되었다. 함수발생기에서 pool fire 자연주파수의 사인파를 버너 아래에 설치된 스피커로 보냄으로 버너로 공급된 연료는 약간의 섭동을 받는다. 이러한 섭동 결과, pool fire의 형상은 pool fire의 거동에 영향을 미친다. 특히 자연주파수 음파에 영향을 받는 pool fire에 대한 열유속 측정과 화염 이미지 분석에 근거하면, 어느 정도까지 사인파의 크기가 증가할수록 화염의 거동은 더욱 더 분명하게 작용하였다. 음파의 영향을 받은 화염과 받지 않은 화염의 조건에서 버너의 중심축과 횡 방향으로 열전대와 섬유광학시스템(fiber optic system)을 가지고 각각 온도와 흡수 매연체적분율(absorption soot volume fractions)에 대한 측정이 이루어졌다. 화염 영역에서 온도 및 흡수 매연체적분율 결과는 다른 연구자의 결과와 매우 잘 일치하였다. 반복적 측정의 평가를 위해 표준편차가 적용되었고, 실시간 측정의 경우 음파의 영향을 받는 화염에 대한 측정에서 표준편차 변화의 감소 가능성을 보여주었다.
  • Research result and Utilization method
  • 화염의 천이 거동을 제한함으로 반복 측정을 용이하게 하기위해 음파에 의해 섭동을 받는 중간 크기의 pool fire에 대한 실험이 수행되었다. 비디오 카메라를 갖고 pool fire 이미지를 얻었고, 열유속 게이지를 갖고 pool fire 전 영역에서 방출되는 복사 열유속이 측정되었다. 화염 기저에 공급된 음파는 겉으로 보기에 pool fire의 규칙적 반복 진동을 가져왔다. Pool fire에 공급된 피크 볼트의 크기는 화염의 형상과 화염의 주기 운동에 큰 영향을 미쳤다.
    음파의 영향을 받은 화염과 영향을 받지 않은 화염에 대하여 pool fire의 화염영역에서 온도와 흡수 매연체적분율(absorption soot volume fractions)이 측정되었다. 이 두 조건에서 얻어진 측정 결과는 반복 측정의 가능성을 위해 비교되었다. 버너의 중심축에서 흡수 매연체적분율 분포를 살펴보면, z/d<0.5인 영역에서는 화염 기저 부근(z/d≈0)에서 최대 흡수 매연체적분율 값을 갖고 z/d 값이 증가할수록 그 값은 감소하였다. 그러나 0.5<z/d<1인 영역에서 주위보다 높은 흡수 매연체적분율을 갖는 구간이 존재하였다. Pool fire의 화염영역에서 횡방향으로 측정한 흡수 매연체적분율 분포를 살펴보면, 버너 중심축에서 최대 흡수 매연체적분율 값을 갖고 버너 가장자리로 갈수록 그 값은 감소하였다. 이러한 흡수 매연체적분율 측정 결과는 다른 연구자의 결과와 매우 잘 일치함을 보여주었고, 믿을 수 있는 데이터로 사용될 수 있을 것이다. 이번 실험을 통해 얻어진 데이터들은 수치해석에서 화재 모델의 개발과 계산 결과를 입증하는데 제공될 수 있을 것이다.
    반복적 측정의 평가를 위해 표준편차가 적용되었다. 표준편차는 온도와 흡수 매연체적분율 측정 데이터를 시간 평균치를 갖고 계산되었고, 자연주파수 음파의 영향을 받는 화염 측정에서 그 크기는 감소하였다. 실시간 측정인 흡수 매연체적분율 결과에서 이러한 경향은 분명하게 나타났다. 이것은 공급된 연료가 pool fire의 자연주파수를 갖는 음파에 영향을 받았을 때 아마도 그러한 pool fire에서 믿을 만한 측정이 가능함을 보여준다.
    설험에서 얻어진 측정 결과는 pool fire 수치해석에서 필요한 자료로 이용될 것이다.
  • Index terms
  • pool fire, 흡수 매연체적분율, 음향, 자연주파수, 복사열 유속, 섭동
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