Evaluation of Modified Design Fire Curves for Liquid Pool Fires Using the FDS and CFAST

Abstract

본 연구에서는 화재 시뮬레이션에 사용하기 위해 제안된 기존의 디자인 화재곡선을 일부 수정한 디자인 화재곡선을 제안하였다. ISO 9705 구획실 내 형성된 헵탄과 옥탄 풀화재를 대상으로 기존에 제안된 1-stage 디자인 화재곡선과 수정된 2-stage 디자인 화재곡선을 입력조건으로 적용하여 FDS와 CFAST를 이용한 시뮬레이션을 수행하고 실험결과와 비교하였다. FDS와 CFAST 시뮬레이션 결과에서 온도와 O2, CO2 농도에 대해서 전체적으로 2-stage 디자인화재곡선이 1-stage 디자인 화재곡선보다 잘 예측하였으며, 특히 화재 초기 성장단계에서 온도에 대한 예측은 2-stage디자인 화재곡선의 결과가 더 합리적임을 확인하였다. 구획실 내 온도변화에 대한 FDS와 CFAST 시뮬레이션 결과는상층부에 대해서는 비교적 합리적으로 예측하였고 두 계산결과에 차이가 크지 않았지만 하층부에 대해서는 두 계산모두 너무 낮게 예측하였으며 두 계산결과에도 차이가 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.In this study, the previous design fire curve for fire simulation was modified and re-suggested. Numerical simulations withthe FDS and CFAST were performed for the n-heptane and n-octane pool fires in the ISO 9705 compartment to evaluate theprediction performances of the previous 1-stage and modified 2-stage design fire curves. The numerical results were comparedwith the experimental temperature and concentrations of O2 and CO2. The FDS and CFAST simulations with the 2-stage designfire curve showed better prediction performance for the variation of temperature and major species concentration than thesimulations with 1-stage design fire curve. Especially, the simulations with the 2-stage design fire curve agreed with theexperimental temperature more reasonably than the results with the 1-stage design fire curve. The FDS and CFAST simulationsshowed good prediction performance for the temperature in the upper layer of compartment and the results with the FDS andCFAST were similar to each other. However, the FDS and CFAST showed poor and different prediction performance for thetemperature in the lower layer of compartment.