지하 역사에서의 화재 발생에 따른 여객 대피 시뮬레이션 프로그램의 개발
A Development of Simulation Program for Passenger Evacuation in a Subway Station under Fire
- 주제(키워드) 여객 대피 유동 , 이산요소법 , 전산유체역학 , 위험도 평가 모델 , 전/후처리 프로그램 , 사용자 그래픽 인터페이스 , 화재 해석
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 허남건
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045027
- 본문언어 한국어
초록/요약
최근 복합 철도 역사, 지하철 역사의 심층 지하화, 대형건축물을 이용하는 여객의 안전에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 대표적인 다중 이용 건축물인 지하역사에서 화재가 발생하는 경우에 여객의 대피과정을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하여 화재 발생에 따른 여객의 대피 시간과 대피 경로 등을 파악하여 사고를 예방할 수 있는 건설 계획과 재난상황에서 피난 계획을 세울 수 있는 기반을 마련하였다. 본 연구에서 개발된 여객 대피 프로그램은 전산유체역학의 다상유동해석의 한 방법으로 이용되는 이산요소법(Discrete Element Method, DEM)을 기반으로 개발되었다. 기존에 연구되었던 여객 유동 평가프로그램을 개선하여 해석 격자를 세분화 하여 여객의 유동을 시뮬레이션 할 수 있게 하였다. 화재 발생 시 여객의 대피유동을 시뮬레이션 하기 위하여 범용 열, 유동해석 프로그램으로 해석한 지하 역사의 화재해석 결과와 여객의 대피유동을 연동하는 방법을 개발하였다. 화재해석 결과에서 얻은 지하역사의 열과 유독물질이 시간에 따라 변하는 농도분포를 이용하여 여객의 위험도 평가 모델(Fractional Effective Dose, FED)을 적용하였다. 해석의 전처리와 후처리에 있어 사용자의 편의를 위한 전용 전/후처리 프로그램까지 개발하여 자하역사에서의 화재에 따른 여객 대피 시뮬레이션이 가능한 통합 프로그램을 완성하였다.
more초록/요약
In present study, The simulation program of passenger evacuation in a subway station under fire is developed. Algorithm for passenger flow analysis is based on DEM(Discrete Element Method). This algorithm was improved to simulated in detatil by using fine grid method. The result of simulation by fine grid was compare with that by using coarse grid. To analysis passenger evacuation flow under fire, the method of coupling passenger flow and fire-driven flow is investigated. The CO(carbon monoxide) and temperature distribution in the subway station is used to assesse fire hazards of passenger by FED(Fractional Effective Dose) model. A pre/post processor program based GUI(Graphic User Interface) by using the MFC and OpenGL library in the Windows OS have been developed for the analysis of the passenger evacuation flow under fire.
more목차
제 1 장 서론 = 1
1.1 연구배경 = 1
1.2 연구목적 및 범위 = 2
1.3 연구 개발 환경 = 3
제 2 장 DEM을 이용한 여객 유동 해석 프로그램의 개발 = 4
2.1 여객 유동 일반 = 4
2.2 여객 유동 해석 알고리즘 = 5
2.2.1 potential map과 주 이동방향 설정 알고리즘 = 7
2.2.2 차순위 방향 찾기 알고리즘 = 8
2.2.3 경계조건의 블록 처리 = 9
2.3 조밀한 해석격자를 이용한 여객 유동 해석 알고리즘 = 9
2.3.1 여객의 Potential과 주 이동방향 계산 알고리즘 = 12
2.3.2 벽과 충돌을 피하는 차 순위 방향 계산 알고리즘 = 13
2.3.3 다른 여객과 충돌을 피하는 차 순위 방향 계산 알고리즘 = 16
제 3 장 여객 유동 분석용 Pre-Post 프로그램의 개발 = 18
3.1 전처리 장치의 구성 = 18
3.1.1 단일층 모델의 전처리 모듈 개발 = 18
3.1.2 복수층 모델의 전처리 모듈 개발 = 21
3.2 여객 유동 해석 프로그램과의 연동 = 22
3.3 후처리 장치의 구성 = 24
제 4 장 지하역사에서의 화재발생시 승객의 대피 유동 = 25
4.1 유독성 모델 = 25
4.2 수치해석 모델 = 26
4.2.1 지배방정식 = 27
4.2.2 난류 모델 = 28
4.2.3 열 및 오염 물질 표현기법 = 29
4.3 지하역사에서의 화재발생시 승객의 대피 시뮬레이션 = 30
제 5 장 결론 = 32
Tables = 33
Figures = 35
References = 73
