초지화재 발생시 바람의 속도 및 초본의 높이가 화염전파에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구

Abstract

산불은 산림이 울창해짐에 따라 대형화되고 화재에 의한 피해면적이나 그 피해액은 지속적으로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 산불은 바람의 속도, 초지의 습도, 높이, 열량 등 많은 환경변수들의 차이에 따라 화염전파속도가 달라진다. 산불의 화염전파속도에 이러한 환경변수가 주는 영향을 정확히 예측한다면 산불 진화에 많은 도움이 되지만, 아직 정확한 영향에 대한 분석이 구축되어 있지 않다. 본 연구에서는 NIST에서 개발된 산불 화염전파 예측프로그램인 WFDS를 이용하여 다량의 실험 데이터를 보유하고 있는 호주의 초원화재실험조건을 기본 시뮬레이션 조건으로 설정하고, 수치해석결과와 실험결과를 비교하였으며, 이를 기준으로 초본의 높이와 바람속도의 변화에 따른 화염전파속도에 미치는 영향에 대해 알아보았 다. 수치해석 결과 표면연료의 높이와 화염전파속도는 의 관계를 가지고, 바람의 속도에 따른 화염전파속도는 호주의 실험값에 비해 17%가량 하향 예측되었다. 또한 바람의 속도가 7.5m/s 이상 높아지면, 열분해 된 가연물질이 빠른 바람의 속도에 의한 이동으로 인해 농도가 낮아지므로, 화염전파속도가 늦어진다.