Prediction Performance of FDS on the Carbon Monoxide Production in the Under-Ventilated Fires

Gwon-Hyun, Ko

Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering 2011;25(5):93-99.
Published online October 31, 2011.

환기부족 화재에서 일산화탄소 발생에 대한 FDS의 예측성능

고권현

동양대학교 건축소방행정학과

Prediction Performance of FDS on the Carbon Monoxide Production in the Under-Ventilated Fires

Ko Gwon-Hyun

요약

본 연구에서는 환기부족 구획화재에서의 일산화탄소 발생에 대한 FDS의 예측성능을 평가하기 위해 수치해석 연구를 수행하였다. ISO-9705 표준 화재실의 2/5 크기의 모형 내부에 위치한 메탄과 헵탄 화염의 거동을 FDS Ver. 5.5를 이용하여 해석하였다. 해석 결과를 기존의 실험 결과와 비교함으로써 고온 상층부에서 연소가스 농도의 예측에 대한 FDS의 성능을 평가하고 CO 생성율이 국부 위치에서의 CO 농도 예측에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과로부터 이단반응 혼합분율 모델이 적용된 FDS Ver. 5.5가 CO 농도의 예측에 있어 이전 버전의 FDS에 비해 효과적임을 알 수 있었다. 또한 환기부족 화재조건에서 CO 생성율을 조절함으로써 실험값에 보다 근접한 CO 농도를 얻을 수 있었다.

Abstract

In the present study, a numerical simulation was conducted to estimate the prediction performance of FDS on the carbon monoxide production in the under-ventilated compartment fires. Methane and heptane fires located in the a 2/5 scale compartment based on the ISO-9705 standard room was simulated using FDS Ver. 5.5. Through the comparison between the computed results and the earlier published experimental data, the performance of FDS was estimated on the predictions of the combustion gases concentration in the hot upper layer of the compartment and the effects of CO yield rate on the estimation of CO production at local points were analyzed. From the results, it was known that FDS Ver. 5.5, in which the two-step reaction mixture fraction model implemented, was more effective on the prediction of CO concentration compared to the previous FDS version. In addition, controlling CO yield rate made the predicted CO concentration get closer to the experimental data for the fires of the under-ventilated condition.

Key Words: Under-ventilated fires, FDS, Carbon monoxide, Mixture fraction, Yield rate