Shock Response Analysis under Underwater Explosion for Underwater Ship using ALE Technique

ALE기법을 이용한 수중함의 수중폭발 충격응답 해석에 관한 연구

In modern naval ships, the design of submarines has continually evolved to improve survivability and it is also important to design ship against shock response. Exiting underwater ship design has been peformed due to results of static analysis considering shock acceleration by simple method. However, it can not be anticipated good assesment. The present study applied the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) technique, a fluid-structure interaction approach, to simulate an underwater explosion and investigate the survival capability of a damaged submarine liquefied oxygen tank. The Lagrangian-Eulerian coupling algorithm and the equations of state for explosives and seawater were also reviewed. It is shown that underwater explosion analysis using the ALE technique can accurately evaluate structural damage after attack. This procedure could be applied quantitatively to real structural design.

본 연구는 생존성 측면에서 잠수함의 내충격 설계시 고려해야 하는 수중폭발 충격응답해석 기법에 관하여 고찰하였다. 생존성을 고려하는 것은 현대의 모든 함정설계에 필수요건이며, 특히 잠수함의 수중폭발에 대한 내충격 설계는 반드시 고려되어야 할 사항이다. 기존의 수중함에 대한 내충격 설계는 가정된 이론에 의한 충격가속도를 정적해석의 결과를 통하여 단순하게 적용하였으나 본 연구에서는 직접해석법에 수중폭발 충격응답해석을 수행함으로써 기존의 방법보다 매우 합리적이고 신뢰성 높은 결과를 제시하였다. 특히 본 연구에서는 직접해석법 중에서 기존 수상함에서 널리 사용하고 있는 LS-DYNA/USA code일 적용보다 LS-DYNA code만으로 사용자가 보다 손쉽게 접근할 수 있는 ALE기법을 이용하여 잠수함 액화산소탱크를 대상으로 수중폭발해석 방식을 제안하고자 하였다.