KR101788389B1 - 가스 확산 모델링 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 확산 모델링 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치는 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집하는 누출 정보 수집부, 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제1모델링부, 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역별 바람장 데이터를 연산하고, 바람장 데이터에 기초하여 특정 영역별로 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제2모델링부 및 제1모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍과 제2모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍을 결정하는 타이밍 결정부를 포함한다.

Description

가스 확산 모델링 장치 및 방법{MODELING APPARATUS AND METHOD FOR GAS DIFFUSION}
본 발명은 가스 확산 모델링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 누출된 가스 입자의 확산 상태를 모델링하는 가스 확산 모델링 장치 및 방법에 관한 것이다.
방사성 물질과 같은 유해 물질을 보관하는 가스 저장소나 이를 이용하는 공장 등에서 각종 화재나 사고가 발생할 경우 다양한 유해 물질이 가스 상태로 대기 중으로 배출된다.
종래에는, 가스 상태의 유해 물질이 대기 중에 배출된 경우에 이에 대해 경보함으로써 인명피해를 미연에 예방하기 위한 목적으로 가스 감지 장치가 개발되었다.
구체적으로, 종래의 가스 감지장치는 유해 물질 발생시 열을 감지하는 열감지장치 또는 연기를 감지하는 연기감지장치 등으로 구분되며, 상기 감지장치는 공장이나 가스 저장소의 천장 등에 고정 설치되어 유해 물질 발생시 이를 감지하여 전기적으로 연결되어 있는 수신기로 유해 물질 감지 신호를 전송하여 경보음을 발생시키고 있다.
그러나, 종래의 가스 감지장치를 통해서는 유해 물질의 발생 여부만을 감지할 수 있었고, 유해 물질의 농도와 같은 해당 유해 물질의 확산 상태에 대한 종합적인 예측은 불가능하였다.
이에 따라, 최근에는 대기 중으로 배출된 유해 물질의 확산 상태를 모델링하는 기술에 대한 관심이 높아짐에 따라 가스 상태로 확산되는 유해 물질의 정보를 반영하여 확산 상태를 모델링하는 다양한 방법이 개발되고 있다.
그러나 종래에 개발된 유해 물질의 확산 상태를 모델링하는 기술은 획일적인 유해 물질의 정보만을 반영하였기 때문에, 유해 물질의 확산에 영향을 미치는 다양한 정보를 반영하지 못하였다.
따라서, 유해 물질의 확산에 영향을 미칠 수 있는 다양한 정보를 반영한 보다 빠르고 정확한 확산 모델링 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0001148호(발명의 명칭: 가스 누설 경보장치, 2001.01.05. 공개)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 서로 다른 정보를 반영하여 가스 입자의 확산 상태를 모델링하는 복수의 모델링부를 이용하여 보다 빠르고 정확하게 가스 입자의 확산 상태를 모델링하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치는 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집하는 누출 정보 수집부; 상기 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제1모델링부; 상기 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역별 바람장 데이터를 연산하고, 상기 바람장 데이터에 기초하여 상기 특정 영역별로 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제2모델링부; 및 상기 제1모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍과 상기 제2모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍을 결정하는 타이밍 결정부를 포함한다.
본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법은 누출 정보 수집부가 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집하는 단계, 제1모델링부가 상기 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제1모델링 단계 및 제2모델링부가 상기 가스 입자가 누출된 공간의 특정 영역별 바람장 데이터에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제2모델링 단계를 포함한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 가스 입자의 누출 초기에는 가스 입자의 확산 상태를 보다 빠르게 모델링하는 제1모델링부를 통해 가스 입자의 확산 상태를 모델링하고, 기준시간 이후에는 가스 입자의 확산 상태를 보다 정확하게 모델링하는 제2모델링부를 통해 가스 입자의 확산 상태를 모델링함으로써, 단일 모델링 방법을 이용하는 종래에 비해서 모델링의 속도 및 정확도가 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제1모델링부의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제1모델링부를 통해 모델링된 가스 입자의 확산을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제2모델링부의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제2모델링부를 통해 모델링된 가스 입자의 확산을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법의 구현 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법에서 제1모델링부를 통한 가스 입자의 확산을 모델링하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법에서 제2모델링부를 통한 가스 입자의 확산을 모델링하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치는 누출 정보 수집부(20), 저장 정보 수집부(30), 제1모델링부(110)와 제2모델링부(120)를 포함하는 복수의 모델링부(100), 및 타이밍 결정부(40)를 포함한다.
누출 정보 수집부(20)는 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집한다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 누출 정보 수집부(20)는 가스 입자의 초기 유량, 유속, 가스 입자가 누출된 위치에서의 풍속 및 풍향 정보를 포함하는 누출 정보를 수집한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 누출 정보 수집부(20)는 가스 입자가 누출원(1)으로부터 누출된 초기에 확산 상태에 영향을 미칠 수 있는 정보를 수집한다.
저장 정보 수집부(30)는 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자의 초기 저장 정보를 수집한다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 저장 정보 수집부(30)는 가스 입자의 초기 저장량 및 가스 입자가 누출되는 누출공의 크기를 포함하는 초기 저장 정보를 수집한다.
즉, 초기 저장량이란 가스 입자가 누출되기 전에 누출원(1)에 저장되어 있었던 가스 입자의 저장량을 의미하고, 누출공의 크기는 가스 입자가 누출되는 구멍의 크기를 의미한다.
제1모델링부(110)와 제2모델링부(120)는 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자가 어떠한 상태로 확산되는지 모델링한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1모델링부(110)와 제2모델링부(120)는 상황에 따라 서로 다른 정보를 반영하여 가스 입자의 확산 상태를 모델링할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상황에 따라 가스 입자의 확산에 영향을 미칠 수 있는 보다 적합한 정보를 반영하여 가스 입자의 확산 상태를 모델링함으로써, 모델링 속도와 정확도를 향상시킬 수 있다.
이를 위해서, 제1모델링부(110)는 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하고, 제2모델링부(120)는 가스 입자가 누출된 누출 공간에서 가스 입자가 지나가는 특정 영역에서의 바람장 데이터에 기초하여 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 가스 입자의 확산을 보다 빠르고 정확하게 모델링하는 것을 목적으로 하므로, 제1모델링부(110) 및 제2모델링부(120)를 통한 모델링 타이밍을 결정하는 것이 중요하다.
즉, 제1모델링부(110)를 통한 모델링은 가스 입자가 누출되는 초기의 정보만을 반영하여 가스 입자의 확산을 모델링하기 때문에, 가스 입자가 지나가는 특정 영역에서의 바람장 데이터를 추가로 반영하는 제2모델링부(120)를 통한 모델링에 비해서 상대적으로 빠르게 수행될 수 있으나, 가스 입자가 지나가는 특정 영역에서의 바람장 데이터를 반영하지 않기 때문에 제2모델링부(120)를 통한 모델링에 비해서 상대적으로 정확도가 떨어질 수 있다.
그러나, 가스 입자가 누출되어 초기에 확산될 때는 누출 당시에 가스 입자가 가지고 있는 모멘텀에 의해 가스 입자의 거동이 결정되고 주변 상황으로부터 크게 영향을 받지 않기 때문에, 가스 입자의 누출 초기에는 바람장 데이터를 반영하지 않는 제1모델링부(110)와 제2모델링부(120)의 모델링 결과에서 정확도 차이가 나지 않는다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이밍 결정부(40)는 제1모델링부(110)와 제2모델링부(120)를 통한 각각의 모델링 속도와 정확도를 반영하여 제1모델링부(110) 및 제2모델링부(120)를 통한 각각의 모델링 타이밍을 결정한다.
구체적으로, 타이밍 결정부(40)는 전술한 저장 정보 수집부(30)를 통해 수집되는 가스 입자의 초기 저장 정보에 기초하여 제1모델링부(110) 및 제2모델링부(120)를 통한 모델링 타이밍을 결정한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에서 타이밍 결정부(40)는 아래의 수학식 1을 통해 모델링 주체를 제1모델링부(110)에서 제2모델링부(120)로 변환하기 위한 기준시간(ttr)을 연산한다. 그리고, 제1모델링부(110)는 타이밍 결정부(40)를 통해 결정된 기준시간까지 가스 입자의 확산을 모델링하고, 제2모델링부(120)는 기준시간 이후로 가스 입자의 확산을 모델링한다.
Figure 112015078358797-pat00001
이 때, S는 누출공의 크기를 의미하고, G는 단위 면적당 가스 입자의 질량 유출 속도를 의미하고, m0는 가스 입자의 초기 저장량을 의미하고, CD는 누출 계수를 의미하고, P0는 누출원 용기의 내부 압력을 의미하고, g는 중력가속도를 의미하고, h는 누출원 용기에 포함된 액체로부터 누출공까지의 높이를 의미하고, Pa는 대기압을 의미하고, ρf는 누출원 용기의 액체밀도를 의미한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 결정부(40)는 가스 입자의 질량 유출 속도를 누적한 값이 가스 입자의 초기 저장량과 동일해지는 순간 즉, 누출원(1)에 저장된 가스 입자가 모두 누출되는 순간을 기준시간으로 연산한다.
즉, 누출원(1)에 남은 가스 입자가 존재하는 경우에는 가스 입자가 계속해서 누출되어 가스 입자의 모멘텀 자체가 확산에 미치는 영향이 누출 공간의 주변 기체가 확산에 미치는 영향에 비해서 크기 때문에, 가스 입자의 누출 정보를 반영하는 제1모델링부(110)를 통해 모델링하는 것이 타당하다.
이 때, 제1모델링부(110)를 통해서 가스 입자의 확산을 모델링하더라도 모델링 정확도를 저하시키지 않으면서 모델링 속도를 향상시킬 수 있다.
반면, 누출원(1)에 남은 가스 입자가 존재하지 않는 경우에는 누출 공간의 주변 기체가 확산에 미치는 영향이 가스 입자의 모멘텀이 확산에 미치는 영향에 비해서 크기 때문에, 가스 입자가 누출된 누출 공간에서의 바람장 데이터를 반영하는 제2모델링부(120)를 통해 모델링하는 것이 타당하다.
이 때, 제2모델링부(120)는 제1모델링부(110)에 비해서 보다 정확하게 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있다.
본 발명에 따른 일 실시예는 입력부(10)를 더 포함하고, 상기 누출 정보 수집부(20) 및 저장 정보 수집부(30)에 필요한 정보를 입력받을 수 있다.
구체적으로 입력부(10)는 제1모델링부(110)의 가스 입자 확산 모델링에 필요한 가스 입자의 누출 정보로서 가스 입자의 초기 유량, 유속, 가스 입자가 누출된 위치에서의 풍속 및 풍향 정보를 입력받을 수 있으며, 누출원(1)에 포함된 가스 입자의 초기 저장량 또는 가스 입자가 누출되는 누출공 크기를 입력받을 수 있다.
또한, 입력부(10)는 제2모델링부(120)의 바람장 데이터 연산에 필요한 풍향, 풍속, 기압, 온도, 수분량에 대한 기상 데이터를 입력받을 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 특정한 초기 저장량과 누출공 크기를 갖는 가스 입자를 가정하고, 해당 가스 입자에 대해서 초기 유량, 유속, 가스 입자가 누출된 위치에서의 풍속 및 풍향 정보를 다양하게 변경함으로써, 다양한 상황에서 가스 입자의 확산 상황을 모델링할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 복수의 모델링부(100)를 통한 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 구체적인 방법을 검토하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제1모델링부의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제1모델링부를 통해 모델링된 가스 입자의 확산을 나타내는 도면이다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1모델링부(110)는 슬라브(Slab) 모델을 통해 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링할 수 있다. 따라서 제1모델링부(110)는 가스 입자에 대한 보존방정식(Conservation Equation)과 상태방정식(Equation of State)을 통해 가스 입자의 확산을 모델링한다.
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1모델링부(110)는 보존방정식 연산부(111), 상태방정식 연산부(112) 및 농도 분포 모델링부(130)를 포함한다.
보존방정식 연산부(111)는 가스 입자의 종류(species), 질량(mass), 에너지(energy) 및 모멘텀(momentum)에 대한 보존방정식을 연산한다. 전술한 바와 같이 제1모델링부(110)는 가스 입자의 누출 초기에는 가스 입자의 모멘텀이 확산에 미치는 영향이 상대적으로 큰 점을 이용하여 가스 입자의 누출 정보만을 반영하기 위해서 보존방정식을 연산한다. 특히, 보존방정식 연산부(111)는 가스 입자의 확산을 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 구름으로 인식하고 그에 따른 보존방정식을 연산한다.
가스 입자의 종류에 대한 보존방정식은 아래의 수학식 2와 같다.
Figure 112015078358797-pat00002
이 때, ρ는 밀도, U는 바람방향의 구름 속도, B는 구름의 절반 너비, h는 구름의 높이, m은 질량 농도, ρs는 가스 입자의 밀도, Ws는 누출원으로부터의 가스 입자의 수직방향 유입속도, Bs는 누출원의 절반 너비를 의미한다.
가스 입자의 질량에 대한 보존방정식은 아래의 수학식 3과 같다.
Figure 112015078358797-pat00003
이 때, ρa는 공기의 밀도, Ve는 공기의 수평방향 유입속도, We는 공기의 수직방향 유입속도를 의미하고, 도 3에 도시된 바와 같이 높이 h, 너비 B, 폭 x를 갖는 특정 가스 입자 구름의 너비 방향이 수평방향을 의미하고, 높이 방향이 수직방향을 의미한다.
가스 입자의 에너지에 대한 보존방정식은 아래의 수학식 4와 같다.
Figure 112015078358797-pat00004
이 때, Cp는 비열, Cpa는 공기의 비열, Ta는 공기의 온도, Cps는 가스 입자의 비열, Ts는 가스 입자의 온도, fpc는 상 변이 에너지, ft는 지면 열 플럭스를 의미한다.
가스 입자의 X축에서의 모멘텀에 대한 보존방정식은 아래의 수학식 5와 같다.
Figure 112015078358797-pat00005
αg는 가스 입자의 분자량 대비 질량 농도 계수, g는 중력 가속도, Ua는 바람방향의 공기 속도, fu는 바람방향 마찰계수를 의미한다.
가스 입자의 Y축에서의 모멘텀에 대한 보존방정식은 아래의 수학식 6과 같다.
Figure 112015078358797-pat00006
Vg는 가스 입자의 수평 측면 속도, fvg는 측면방향 마찰계수를 의미한다.
가스 입자의 Z축에서의 모멘텀에 대한 보존방정식은 아래의 수학식 7과 같다.
Figure 112015078358797-pat00007
fw는 수직방향 마찰계수, Ze는 구름 높이 매개변수를 의미한다.
이 때, 보존방정식에서 사용되는 가스 입자 구름의 변수들은 모두 x에 관한 1차원 함수이다. 따라서 Y축과 Z축 방향 즉, 바람 방향과 수직인 방향은 모두 평균을 연산하여 사용하고, 가스 입자의 밀도에 대한 평균값은 아래의 수학식 8과 같다.
Figure 112015078358797-pat00008
이상에서 살펴본 바와 같이, 보존방정식 연산부(111)는, 누출원(1)에 남은 가스 입자가 존재하여 계속해서 가스 입자가 누출되는 경우에는 가스 입자가 정상 상태(steady-state)임을 반영하여 보존방정식을 통해 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있도록 보존방정식을 연산한다.
상태방정식 연산부(112)는 열평형을 이루고 있는 물질의 상태량 사이의 관계를 나타내는 상태방정식을 연산한다. 즉, 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자는 하나의 구름 형태로 확산되므로, 가스 입자 구름 내부에서 열평형을 이루고 있는 물질의 상태량 사이의 관계를 나타내는 상태방정식을 연산한다. 특히, 상태방정식 연산부(112)는 가스 입자가 누출된 누출 공간에 공기, 수증기 및 물이 존재하는 상황을 가정하고 가스 입자에 대한 상태방정식을 연산한다.
가스 입자가 누출된 누출 공간에서 가스 입자의 상태방정식은 아래의 수학식 9와 같다.
Figure 112015078358797-pat00009
이 때, mda는 건조한 공기의 평균 질량 농도, Ma는 공기의 분자량, mwv는 수증기의 평균 질량 농도, Mw는 물의 분자량, mev는 배출되는 기체의 평균 질량 농도, Ms는 배출되는 물질의 분자량, mwa는 대기 중에서 수증기의 농도, ρwl은 물의 밀도, mwd는 액체 상태로 누출시 액체 방울에 포함된 물의 질량 농도, ρsl은 물질의 액상 밀도, med는 액체 상태로 누출시 액체 방울에 포함된 가스 입자의 질량 농도, Pa는 기압, Re는 이상기체 방정식의 기체상수를 의미한다.
농도 분포 모델링부(113)는 보존방정식 연산부(111)를 통해 연산된 보존방정식과 상태방정식 연산부(112)를 통해 연산된 상태방정식을 통해서 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
구체적으로 농도 분포 모델링부(113)는 아래의 수학식 10을 통해서 가스 입자의 질량 농도(m)를 부피 농도(c)로 변환한다.
Figure 112015078358797-pat00010
그리고, 전술한 바와 같이, 보존방정식에서 사용되는 가스 입자 구름의 변수들은 모두 x에 관한 1차원 함수이므로, 농도 분포 모델링부(113)는 수학식 11과 같이 1차원 함수를 이용해서 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
Figure 112015078358797-pat00011
이 때, 수학식 11의 C(x, y, z)를 연산하기 위한 각각의 변수는 아래의 수학식 12에 의해 연산된다.
Figure 112015078358797-pat00012
Figure 112015078358797-pat00013
Figure 112015078358797-pat00014
Figure 112015078358797-pat00015
이 때, erf()는 에 함수(error function)를 의미하고, exp()는 지수 함수(exponential function)를 의미하고, β는 분산 계수를 의미하고, B와 h는 아래의 수학식 13과 같이 정의된다.
Figure 112015078358797-pat00016
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1모델링부(110)는 확산된 가스 입자에 대한 보존방정식과 상태방정식을 연산하고, 그에 기초하여 도 3에 도시된 바와 같이 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
즉, 제1모델링부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자의 확산을 구름 상태의 너비 및 높이를 포함하는 상기의 C(x, y, z)로 모델링할 수 있다.
특히, 제1모델링부(110)를 통해 모델링되는 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포(C(x, y, z))는 시간 변수가 포함되어 있지 않기 때문에 제1모델링부(110)를 통한 모델링 결과에는 도 3에 도시된 바와 같이 모든 3차원 공간에 대한 농도 분포가 포함된다. 따라서 제1모델링부(110)는 시간 변수를 포함하여 특정 영역에서의 가스 입자의 확산을 개별적으로 모델링해야 하는 제2모델링부(120)에 비해서 보다 빠르게 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있다.
상기에서는 제1모델링부(110)가 슬라브 무델을 통해 가스 입자의 확산을 모델링하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로, 제1모델링부(110)는 가스 입자 자체의 누출 정보를 반영할 수 있는 다양한 방식을 통해서 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제2모델링부의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 장치의 제2모델링부를 통해 모델링된 가스 입자의 확산을 나타내는 도면이다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2모델링부(120)는 라그랑지안(Lagrangian) 모델을 통해 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링할 수 있다. 따라서, 제2모델링부(120)는 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역에서의 바람장 데이터를 연산하고, 연산된 바람장 데이터에 기초하여 상기 특정 영역에서 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 제2모델링부(120)는 바람장 데이터 연산부(121), 확산 속도 연산부(122), 공간 좌표 연산부(123) 및 농도 연산부(124)를 포함한다.
바람장 데이터 연산부(121)는 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역에서의 바람장 데이터를 연산한다.
바람장 데이터 연산부(121)는 전술한 입력부(10)를 통해 입력되는 다양한 정보 중 바람장 데이터 연산에 필요한 풍향, 풍속, 기압, 온도, 수분량에 대한 기상 데이터를 수집한다. 특히, 바람장 데이터 연산부(121)는 지구의 표면을 남북 방향으로 구분하는 위도 가상선과 지구의 표면을 동서 방향으로 구분하는 경도 가상선이 교차하는 지점에서의 기상 데이터를 수집한다.
그리고 바람장 데이터 연산부(121)는 위도 가상선과 경도 가상선이 교차하는 각각의 지점에서의 기상 데이터로 대기 현상을 해석하는 편미분 방정식을 해석함으로써 특정 영역에서의 바람장 데이터를 연산한다. 대기 현상을 해석하기 위한 편미분 방정식으로 RAMS(Regional Atmosphere Modeling System) 코드로 나타나는 바람장 해석의 기본 방정식을 이용할 수 있다.
RAMS 코드는 콜로라도 주립 대학과 미션 리서치사에서 개발된 코드로서, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 RAMS 코드 이외의 다양한 방법을 통해 대기 현상을 해석하는 것도 가능하다.
이와 같이, 바람장 데이터 연산부(121)는 소정의 주기마다 위도 가상선과 경도 가상선이 교차하는 지점에서의 기상 데이터를 나타내는 바람장 데이터를 연산할 수 있다.
즉, 제2모델링부(120)는 제1모델링부(110)와 같이 3차원 공간에서의 가스 입자 구름의 농도 분포 전체를 한 번에 모델링하는 것이 아니라, 소정의 주기마다 특정 영역별로 바람장 데이터를 연산하고 후술하는 동작을 통해 특정 영역별로 농도 분포를 각각 연산해야 하기 때문에 제1모델링부(110)에 비해서 모델링 시간이 오래 걸리지만, 특정 영역에서의 바람장 데이터를 반영하기 때문에 제1모델링부(11)에 비해서 모델링 정확도가 높다.
확산 속도 연산부(122)는 바람장 데이터에 기초하여 가스 입자가 지나가는 특정 영역에서 가스 입자의 확산 속도를 연산한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서 확산 속도 연산부(122)는 아래의 수학식 14 내지 수학식 16과 같은 라그랑지안 모델을 통해 가스 입자의 확산 속도를 연산할 수 있다.
Figure 112015078358797-pat00017
이 때, Rx, Ry, Rz는 라그랑지안 난류 자기 상관 관계를 의미하고, x'(t), y'(t), z'(t)는 가스 입자의 난류 확산 속도 성분을 의미한다.
Figure 112015078358797-pat00018
이 때, σx, σy, σz는 난류 속도 표준 편차를 의미하고, TLx, TLy, TLz는 라그랑지안 시간 스케일을 의미한다.
Figure 112015078358797-pat00019
이 때, ηx, ηy, ηz는 정규 난수를 의미하고, Wd는 중력 침강 속도를 의미한다.
공간 좌표 연산부(123)는 소정의 주기마다 확산 속도에 기초하여 가스 입자의 공간 좌표를 연산한다.
구체적으로 공간 좌표 연산부(123)는 누출원(1)으로부터 누출되는 가스 입자를 다수의 입자로 치환하고, 누출원(1)으로부터 소정의 주기마다 N개의 입자가 발생한다고 가정한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에서는 제1모델링부(110)를 통해 가스 입자의 확산을 모델링한 이후에 제2모델링부(120)를 통해 가스 입자의 확산을 모델링하기 때문에, 공간 좌표 연산부(123)는 제1모델링부(110)를 통해 최종적으로 모델링된 가스 입자의 농도 분포에 대응되는 값으로 가스 입자가 발생하는 것으로 가정하는 것이 바람직하다.
그리고, 소정의 주기마다 각 가스 입자의 위치를 발생시키고, 확산 속도 연산부(122)를 통해 연산된 가스 입자의 확산 속도에 기초하여 각 가스 입자를 이동시킴으로써 각 가스 입자의 공간 좌표를 연산한다.
농도 연산부(124)는 공간 좌표 연산부(123)를 통해 연산된 가스 입자의 공간 좌표를 포함하는 단위 공간에서의 가스 입자의 농도를 연산한다.
구체적으로 농도 연산부(124)는 아래의 수학식 17을 통해 단위 공간에서의 가스 입자의 농도(C(x, y, z, t))를 연산할 수 있다.
Figure 112015078358797-pat00020
이 때, n은 단위 공간에 존재하는 입자수를 의미하고, Q는 누출원(1)으로부터 누출되는 가스 입자의 누출량을 의미하고, N은 단위 시간당 누출되는 가스 입자수를 의미한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2모델링부(120)는 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역에서의 바람장 데이터를 각각 연산하고, 그에 기초하여 특정 영역에서 가스 입자의 확산 속도 및 공간 좌표를 연산하며, 도 5에 도시된 바와 같이 단위 공간에서의 가스 입자의 농도를 연산함으로써 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
즉, 제2모델링부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 시간의 흐름(t1 -> t2 -> t3)에 따른 특정 영역별로 가스 입자의 확산에 따른 농도를 상기의 C(x, y, z, t)로 모델링할 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로, 제2모델링부(120)는 전술한 라그랑지안 모델 이외의 가스 입자가 누출된 누출 공간의 바람장 정보를 이용하는 다양한 방식을 통해서 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있을 것이다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 확산 모델링 장치는 서로 다른 정보를 반영하는 제1모델링부(110) 및 제2모델링부(120)를 통해 가스 입자의 확산을 모델링함으로써, 보다 빠르고 정확하게 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있다.
즉, 가스 입자의 누출 초기에는 제1모델링부(110)를 통해 가스 입자의 누출 정보만을 이용함으로써 시간과는 무관하게 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 빠르게 모델링할 수 있고, 기준시간이 경과한 이후에는 제2모델링부(120)를 통해 특정 영역에서의 바람장 데이터를 추가로 반영함으로써 시간에 따른 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 정확하게 모델링할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 확산 모델링 장치를 통해서 가스 입자의 확산을 모델링하는 구체적인 방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법의 구현 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법에서 제1모델링부를 통한 가스 입자의 확산을 모델링하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 가스 확산 모델링 방법에서 제2모델링부를 통한 가스 입자의 확산을 모델링하는 과정을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 누출 정보 수집부(20)는 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집한다(S100).
구체적으로 누출 정보 수집부(20)는 입력부(10)로부터 가스 입자의 초기 유량, 유속, 가스 입자가 누출된 위치에서의 풍속 및 풍향 정보를 포함하는 누출 정보를 수집한다.
이어서 제1모델링부(110)는 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다(S200).
즉, 제1모델링부(110)는 가스 입자가 누출되고 기준시간이 도달하기 전까지 누출 정보 수집부(20)를 통해 수집된 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 빠르게 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다.
구체적으로 제1모델링부(110)는 가스 입자에 대한 보존방정식과 상태방정식을 연산함으로써 가스 입자의 확산을 모델링하는 슬라브 모델을 이용하여 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있다.
도 7을 참조하여, 제1모델링부(110)를 통한 가스 입자의 확산을 모델링하는 과정을 구체적으로 살펴보면, 제1모델링부(110)의 보존방정식 연산부(111)는 가스 입자에 대한 보존방정식을 연산한다(S110).
즉, 누출원(1)에 남은 가스 입자가 존재하여 계속해서 가스 입자가 누출되는 경우에는 가스 입자가 정상 상태임을 반영하여 보존방정식을 통해 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있도록 보존방정식을 연산한다.
그리고 상태방정식 연산부(112)는 가스 입자에 대한 상태방정식을 연산한다(S120).
즉, 누출원(1)으로부터 누출된 가스 입자는 하나의 구름 형태로 확산되므로, 가스 입자 구름 내부에서 열평형을 이루고 있는 물질의 상태량 사이의 관계를 나타내는 상태방정식을 연산한다.
그리고, 농도 분포 모델링부(113)는 보존방정식 및 상태방정식에 기초하여 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링한다(S130).
상기의 과정(S110 내지 S130)을 통해 제1모델링부(110)가 가스 입자의 농도 분포를 모델링하는 한편, 타이밍 결정부(40)는 가스 입자의 누출된 시간이 기준시간에 도달하는지 판단한다(S300).
즉, 본 발명의 일 실시예에서 타이밍 결정부(40)는 서로 다른 모델링 방법을 이용하여 가스 입자의 확산을 보다 빠르고 정확하게 모델링할 수 있도록, 모델링 방법을 바꾸기 위한 기준시간 도달 여부를 판단한다.
이를 위해서 저장 정보 수집부(30)는 입력부(10)로부터 누출원(1)에 포함된 가스 입자의 초기 저장량 및 가스 입자가 누출되는 누출공의 크기를 포함하는 초기 저장 정보를 수집하고, 타이밍 결정부(40)는 저장 정보 수집부(30)를 통해 수집되는 가스 입자의 초기 저장 정보에 기초하여 제1모델링부(110) 및 제2모델링부(120)를 통한 모델링 타이밍을 결정한다.
특히, 본 발명의 일 실시예에서 타이밍 결정부(40)는 가스 입자의 모멘텀(Momentum)이 확산에 미치는 영향과 누출 공간의 주변 기체가 확산에 미치는 영향을 비교하고, 비교 결과에 기초하여 제1모델링부(110) 및 제2모델링부(120)를 통한 각각의 모델링 타이밍을 결정한다.
구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 타이밍 결정부(40)는 전술한 수학식 1에서와 같이 가스 입자의 질량 유출 속도를 누적한 값이 가스 입자의 초기 저장량과 동일해지는 순간 즉, 누출원(1)에 저장된 가스 입자가 모두 누출되는 순간을 기준시간으로 연산한다.
그리고 가스 입자 누출 시간이 기준시간에 도달하기 전까지는 제1모델링부(110)가 가스 입자의 농도 분포를 모델링하고(S200), 가스 입자 누출 시간이 기준시간에 도달하면 제2모델링부(120)가 가스 입자의 농도 분포를 모델링한다(S400).
즉, 제2모델링부(120)는 가스 입자의 누출 시간이 기준시간에 도달하면 가스 입자가 누출되는 누출 공간의 바람장 데이터를 추가로 반영하여 가스 입자의 확산을 모델링한다.
구체적으로 제2모델링부(120)는 가스 입자가 누출된 누출 공간의 바람장 데이터를 반영하여 가스 입자의 확산을 모델링하는 라그랑지안 모델을 이용하여 가스 입자의 확산을 모델링할 수 있다.
도 8을 참조하여, 제2모델링부(120)를 통한 가스 입자의 확산을 모델링하는 과정을 구체적으로 살펴보면, 제2모델링부(120)의 바람장 데이터 연산부(121)는 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역에서의 바람장 데이터를 연산한다(S410).
구체적으로 바람장 데이터 연산부(121)는 기상 데이터를 수집하고 해당 기상 데이터로 대기 현상을 해석하는 편미분 방정식을 해석함으로써 특정 영역에서의 바람장 데이터를 연산할 수 있고, 이를 위해서 RAMS 코드로 나타나는 바람장 해석의 기본 방정식을 이용할 수 있다.
이어서 확산 속도 연산부(122)는 바람장 데이터에 기초하여 특정 영역에서 가스 입자의 확산 속도를 연산한다(S420).
전술한 바와 같이 확산 속도 연산부(122)는 라그랑지안 모델을 이용하여 특정 영역에서 가스 입자의 확산 속도를 연산할 수 있다.
그리고 공간 좌표 연산부(123)는 상기 단계(S420)에서 연산된 확산 속도에 기초하여 소정의 주기마다 가스 입자의 공간 좌표를 연산한다(S430).
구체적으로 공간 좌표 연산부(123)는 누출원(1)으로부터 누출되는 가스 입자를 다수의 입자로 치환하고, 누출원(1)으로부터 소정의 주기마다 N개의 입자가 발생한다고 가정한다.
그리고, 소정의 주기마다 각 가스 입자의 위치를 발생시키고, 확산 속도 연산부(122)를 통해 연산된 가스 입자의 확산 속도에 기초하여 각 가스 입자를 이동시킴으로써 각 가스 입자의 공간 좌표를 연산할 수 있다.
그리고 농도 연산부(124)는 상기 단계(S430)에서 연산된 가스 입자의 공간 좌표를 포함하는 단위 공간에서의 가스 입자의 농도를 연산한다(S440).
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 가스 입자의 누출 시간이 기준시간에 도달하기 전까지는 가스 입자 확산의 모델링에 상대적으로 시간이 적게 걸리는 제1모델링부(110)를 통해 모델링하고, 가스 입자의 누출 시간이 기준시간에 도달한 이후에는 가스 입자 확산의 모델링 시간은 상대적으로 길지만 모델링의 정확도가 높은 제2모델링부(120)를 통해 모델링함으로써, 가스 입자의 확산에 대해서 보다 빠르고 정확한 모델링이 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 입력부 20: 누출 정보 수집부
30: 저장 정보 수집부 40: 타이밍 결정부
100: 모델링부 110: 제1모델링부
111: 보존방정식 연산부 112: 상태방정식 연산부
113: 농두 분포 모델링부 120: 제2모델링부
121: 바람장 데이터 연산부 122: 확산 속도 연산부
123: 공간 좌표 연산부 124: 농도 연산부

Claims (13)

  1. 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집하는 누출 정보 수집부;
    상기 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제1모델링부;
    상기 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역별 바람장 데이터를 연산하고, 상기 바람장 데이터에 기초하여 상기 특정 영역별로 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제2모델링부;
    상기 가스 입자의 초기 저장 정보를 수집하는 저장 정보 수집부; 및
    상기 가스 입자의 초기 저장 정보에 기초하여 상기 제1모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍과 상기 제2모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍을 결정하는 타이밍 결정부를 포함하고,
    상기 타이밍 결정부는
    Figure 112017046477831-pat00031

    (S는 누출공의 크기를 의미하고, G는 단위 면적당 가스 입자의 질량 유출 속도를 의미하고, m0는 가스 입자의 초기 저장량을 의미하고, CD는 누출 계수를 의미하고, P0는 누출원 용기의 내부 압력을 의미하고, g는 중력가속도를 의미하고, h는 누출원 용기에 포함된 액체로부터 누출공까지의 높이를 의미하고, Pa는 대기압을 의미하고, ρf는 누출원 용기의 액체밀도를 의미)
    를 만족하는 기준시간(ttr)을 연산하고, 상기 제1모델링부는 상기 기준시간까지 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하고, 상기 제2모델링부는 상기 기준시간 이후로 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1모델링부는 x, y, z 변수를 포함하는 3차원 공간에서 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하고, 상기 제2모델링부는 시간 변수를 추가로 포함하여 상기 x, y, z 변수를 포함하는 3차원 공간에서 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 누출 정보 수집부는 상기 가스 입자의 초기 유량, 유속, 상기 가스 입자가 누출된 위치에서의 풍속 및 풍향 정보를 포함하는 누출 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1모델링부는 상기 가스 입자에 대한 보존방정식을 연산하는 보존방정식 연산부;
    상기 가스 입자에 대한 상태방정식을 연산하는 상태방정식 연산부; 및
    상기 보존방정식 및 상태방정식에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 농도 분포 모델링부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2모델링부는 상기 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역별 바람장 데이터를 연산하는 바람장 데이터 연산부;
    상기 바람장 데이터에 기초하여 상기 특정 영역별로 상기 가스 입자의 확산 속도를 연산하는 확산 속도 연산부;
    소정의 주기마다 상기 확산 속도에 기초하여 상기 가스 입자의 공간 좌표를 연산하는 공간 좌표 연산부; 및
    상기 공간 좌표를 포함하는 단위 공간에서의 가스 입자의 농도를 연산하는 농도 연산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 장치.
  9. 누출 정보 수집부가 누출된 가스 입자의 누출 정보를 수집하는 단계;
    저장 정보 수집부가 상기 가스 입자의 초기 저장 정보를 수집하는 단계;
    제1모델링부가 상기 가스 입자의 누출 정보에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제1모델링 단계;
    제2모델링부가 상기 가스 입자가 누출된 공간의 특정 영역별 바람장 데이터에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 제2모델링 단계; 및
    타이밍 결정부가 상기 가스 입자의 초기 저장 정보에 기초하여 상기 제1모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍과 상기 제2모델링부에 의해 모델링이 수행될 타이밍을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 모델링이 수행될 타이밍을 결정하는 단계에서, 상기 타이밍 결정부는
    Figure 112017046477831-pat00032

    (S는 누출공의 크기를 의미하고, G는 단위 면적당 가스 입자의 질량 유출 속도를 의미하고, m0는 가스 입자의 초기 저장량을 의미하고, CD는 누출 계수를 의미하고, P0는 누출원 용기의 내부 압력을 의미하고, g는 중력가속도를 의미하고, h는 누출원 용기에 포함된 액체로부터 누출공까지의 높이를 의미하고, Pa는 대기압을 의미하고, ρf는 누출원 용기의 액체밀도를 의미)
    를 만족하는 기준시간(ttr)을 연산하고, 상기 기준시간까지는 상기 제1모델링부를 통한 모델링 타이밍으로 결정하고, 상기 기준시간 이후로는 상기 제2모델링부를 통한 모델링 타이밍으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1모델링 단계는, 상기 가스 입자에 대한 보존방정식을 연산하는 단계;
    상기 가스 입자에 대한 상태방정식을 연산하는 단계; 및
    상기 보존방정식 및 상태방정식에 기초하여 상기 가스 입자의 확산에 따른 농도 분포를 모델링하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2모델링 단계는, 상기 가스 입자가 누출된 누출 공간의 특정 영역별 바람장 데이터를 연산하는 단계;
    상기 바람장 데이터에 기초하여 상기 특정 영역별로 상기 가스 입자의 확산 속도를 연산하는 단계;
    소정의 주기마다 상기 확산 속도에 기초하여 상기 가스 입자의 공간 좌표를 연산하는 공간 좌표 연산부; 및
    상기 공간 좌표를 포함하는 단위 공간에서의 가스 입자의 농도를 연산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 확산 모델링 방법.
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