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[K11] 전산유체역학(CFD)을 활용한 치악산 자연휴양림의 산불 및 연기전파 모델 분석

Author

김재경; 강준

Journal

한국방재학회논문집

Year

Oct. 2022

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본 연구는 치악산 자연휴양림에서 산불의 확산 경로, 도달시간과 확산 양상을 분석하였다. 산지 지형으로 발생하는 유동장 분석과 연소모델 생성을 위해, 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 프로그램인 Simcenter STAR-CCM+를 활용하였다. 도메인의 크기는 16 km2로 생성하고, 제 1 캠핑장에서 발화가 시작되는 것을 가정하였다. 모델 격자는 약 600만 개가 생성되었으며, 시뮬레이션이 시작된 후 1시간 동안 온도와 연기의 전파를 분석했다. 시간에 따른 확산 경로 분석을 위해 Implicit Unsteady 해석과, 유동장 분석을 위해서 Molecular Diffusivity 기능을 사용하였다. 본 연구를 통해 도출되는 결과는 다음의 세 가지다. 1) 산불 확산은 풍향 및 산지 지형으로 인한 연돌효과의 영향을 받는다. 2) 캠핑장에서 서쪽 500 m 떨어진 지점까지 산불이 확산되는데 소요 시간은 22분 가량이며, 평균 1,200 ℃ 이상의 높은 온도를 보였다. 3) 산불의 인화점(Ignition Point)과 발화점(Flash Point)의 차이에서 발생하는 산불과 연기의 확산 속도는 시간의 변화에 따라 더 빨라졌다.