A study on the analysis of domestic gas explosion

실내가스폭발 해석에 관한 연구

Numerical analysis was conducted to predict the damage of indoor gas explosion for the propagation of explosion flame. Indoor gas diffusion distribution due to gas leakage was obtained by diffusion equation that adopted initial conditions from reference. Enthalpy of each gas-mixture ratio and reduced mechanism was applied to calculate flame temperature, and laminar combustion velocities with the variant of each gas concentration from reference were applied to the gas mixture. Turbulent combustion velocity was modeled by coupling of turbulent energy and laminar combustion velocity in k-$\epsilon$ model. For the analysis of flame propagation cartesian and cylindrical coordinate were used to indoor position and flame propagation respectively. The study analyzes the cause of pressure rising with the variation of flame propagation by glass damage, and the result shows that indoor pressure rising with ignition position varies window dimension.

실내에서 가스 폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며, 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도 별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\epsilon$ 모델에서 난류 에너지를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며, 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.