화학공장에서 발생되는 중대산업사고(major industrial accident)는 그 영향이 공장내부에만 국한되지 않고 인근 지역의 주민들과 환경에까지 치명적인 영향을 미친다. 이러한 중대산업사고의 원인은 여러 가지가 있을 수 있으나 발열화학 반응공정에서 발생될 수 있는 폭주반응도 그 중 하나이다. 폭주반응에 의한 중대산업사고(major industrial accident)의 대표적인 사례로는 인도의 보팔(Bhopal)에서 methylisocyanate 누출사고와 이탈리아의 세베소(Seveso) 폭발사고를 들 수 있으며 보팔 사고의 경우 사망자수가 2,000명 이상이었고, 20,000명 이상이 부상하였으며, 세베소 사고의 경우 막대한 환경피해를 입혔다.(중략)
균열성암반의 모형화 기술은 계속적으로 보완발전되어 UDEC이 개발되었으며, 현재 UDEC의 최신판은 블록 내부를 다시 유한차분요소로 분할하여 블록의 소성거동(Mohr-Coulomb Model) 및 쪼개짐을 고려할 수 있고, 절리면에서의 유체흐름 및 유압의 발생, 그리고 열응력 해석 등 평면변형 문제의 정적해석과 지진 및 폭발하중을 고려한 동적해석이 가능하다. UDEC은 전처리 기능이 뛰어나 최소한의 입력데이타로써 전체 모형의 데이타를 자동생성시키며 절리면의 통계학적 자동생성 및 터널형상의 자동생성도 가능하다. UDEC은 실용적인 보강요소를 구비하여 Rock Bolt 뿐만 아니라 그라우트를 고려한 Cable Bolt를 모형화할 수 있으며 국부적인(Key Block)보강으로써 불연속체 전체의 안정을 검토할 수 있다.
철도 차량에 쓰이는 기존 유입식 형태의 계기용 변압기는 장치 내부에 절연유가 충진 된 형태이므로, 차량 운행 중에 내부 압력이 상승할 수 있는 가능성이 있으며. 그에 따른 폭발위험성이 존재한다. 따라서 폭발 방지를 위해 몰드형 건식 계기용 변압기를 개발 중에 있다. 몰드형 건식 계기용 변압기 개발시 주의 하여야 할 점은 몰드를 구성하는 절연용 에폭시 수지를 주입할 때 권선 코일이 감겨진 코어 주변에 기공이 없어야 한다는 것이다. 이는 몰드 내부의 기공에서 스파크 등의 발생 위험이 있기 때문이다. 몰드 내의 기공 발생 요인으로는, 수지 내에 미세 기공(micro void)이 잔재되어 있는 경우와, 성형 중 함침 구조물의 형태에 따라서 대형 기공(macro void)이 발생할 수 있는 점 등이다. 현재 개발 중인 코어는 변압기 성능 향상을 위해 중공(cavity)이 존재하는 형태이며 점도가 높은 에폭시 주입시 중공 내부에 대형 기공이 갇힐 위험이 있다. 따라서 이번 연구에서는, 몰드 내부에 발생할 수 있는 대형 기공의 형성 과정을 이해하고, 기공 형성 요인을 제거할 수 있는 방안으로, 개선된 성형 조건 적용시 기공 형성 결과를 확인하기 위해, 몰드 충진 과정을 VOF기법을 적용한 자유 표면 유동의 수치해석을 통하여 확인하였다.
전력회사로부터 공급되는 전력을 분배하고 제어하는 기능을 갖는 배전반은 아파트를 비롯한 대단위 인구밀집 주택 지역과 고압 변전소 등에 설치된다. 배전반에 수용되는 전력설비의 사고는 전력 기기의 열화에 의한 사고, 접점 및 각 연결 부위의 접촉 불량에 의한 과열 현상 등에 의한 사고 등으로 구분할 수 있으며 과열 현상에 의한 사고의 원인 중의 하나는 배전반 천정면의 결로에 의한 것으로, 물방울이 각종 기기에 직접 접촉하여 폭발하는 사고로 연결된다. 배전반의 결로는 일중 온도가 급격한 변화를 보이는 계절이나 지역에서 배전반 내부와 외부의 온도 차이와 내부 습도에 의해 발생한다. 본 논문에서는 온도와 습도의 단순 비교를 통하여 환풍기, 열풍기, 환기 등을 제어하여 결로를 해결하는 기존의 방식을 개선하여, 노점온도 계산에 의한 히터 구동 방안을 제시한다.
우주 발사체의 발사 실패 원인 중 가장 대표적인 것이 연소불안정 현상이다. 연소불안정은 연소실 내부의 압력 섭동과 열방출 섭동의 상호작용으로 인하여 연소실 내부의 압력 섭동이 크게 증폭되는 현상을 말하며, 이러한 현상이 심해지게 되면, 엔진의 폭발 또는 비행체의 추락 등이 일어나게 된다. 이러한 연소불안정 현상을 예측하고 회피하기 위해서는 현상의 이해가 반드시 필요하며, 이를 위해 국내외적으로 연소불안정에 대해 수치적, 이론적, 실험적인 접근을 통한 연구가 많이 진행되고 있다.
실생활과 밀접한 환경에서 컴퓨터 시스템의 사용이 늘어남에 따라 이러한 시스템들의 신뢰성, 안전성 등을 철저히 확인할 수 있는 검증 기술의 필요성이 한층 증가되고 있다. 유한상태머신은 이러한 시스템 모델링 및 분석에 활용되는 다양한 정형적 기법의 기본 모델로 널리 이용되고 있으며 효율적인 분석을 위해 내부 이벤트에 대한 추상화 기법이 제공된다. 하지만 기존의 추상화 방법은 유한상태머신 모델을 생성한 후에 적용될 수 있으므로 상태폭발에 효과적으로 대처하지 못하는 문제점이 있다. 이 연구에서는 유한상태머신 정보를 효과적으로 표현할 수 있는 새로운 표기법으로, 병행적 특성을 나타낼 수 있는 slice 모델 개념을 제시하고 이를 근간으로 내부 트랜지션을 축약하는 추상화 알고리즘을 제시한다. 기존의 유한상태머신 기반의 추상화 방법은 모든 상태를 나열하여야만 분석할 수 있는데 반해, 제안된 추상화 방법은 필요한 분석 공간만을 부분적으로 생성함으로 시간 및 공간적인 관점에서 효율적이다.
압력용기란 압력을 가진 유체를 수용하는 원통형 용기로써 실생활에는 프로판가스통과 부탄가스통 등이 있다. 한국가스안전공사의 자료에 따르면 국내 가스사고 발생 건수로는 연간 평균 프로판가스 관련 33건, 이동식부탄가스 관련 20.8건 등이 발생되었다. 이에 폭발방지를 위한 방안을 연구하고자 하였다. 기존 연구로는 폭발 한계점에서 안전출구를 통한 강제배출, 가스통의 강제격리, 고강도 강판 제조 등이 있으며, 본 논문에서는 철근콘크리트의 인장응력을 상쇄할 수 있도록 미리 압축응력을 준 프리스트레스트 개념을 사용하여 내압을 받는 원통내부의 응력을 감소시키고자 하였다. 즉, 압력용기 내부 양단에서 미리 인장한 긴장재를 설치하여 가스 중간밸브와 같은 역할을 하면서 응력을 상쇄하는 안전장치이다.
화약류 저장소는 내부 폭발 시 구조물에 가해지는 영향을 최소화하기 위해 내벽과 일정 거리 이격하여 화약류를 저장하고, 예기치 못한 폭발에 나머지 폭약의 순폭을 방지해야 한다. 따라서 안전한 화약류 저장을 위해 저장소 내부에 폭약의 분할 배치를 모사하여 순폭 실험을 진행하였다. 본 연구에서는 에멀젼 폭약 사이의 이격거리, 배치를 달리 적용하여 직경의 2배(2D)에서 순폭되고, 2.5배(2.5D)에서 불폭됨을 확인하였다. 순폭도와 화약류 저장소 크기를 감안하여 폭약량 3kg을 설정하였고 다양한 배치 변화에 따른 순폭실험 결과 대부분 불폭되어 해당 배치 적용 시 안전성을 확인하였다.
수소나 탄화수소 계열 연료의 비정상 연소에 의해 발생된 데토네이션 파와 같은 이동 하중이 특정한 속도로 파이프 내부에서 전파하는 경우를 고려한다. 파이프 내부를 통과하는 데토네이션 파의 속도는 굽힘파의 활성화 정도와 큰 변형을 일으키는 공진이 발생할 가능성을 결정한다. 본 연구에서는 데토네이션 파가 파이프 내부를 통과할 때의 변위의 이론적해와 공진현상이 일어날 조건을 설명하였다. 또한 이론적 결과를 다중물질간의 간섭을 고려한 DNS를 통하여 이론의 정당성을 증명하였다. 이 정당성을 기반으로 하여 보다 더 실제적인 상황에서 일어날 수 있는 경우에 대하여 고려하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 일반적인 원자력, 화학, 설비 산업에서 발생할 수 있는 수소나 탄화수소 관련 폭발에 의한 사고들을 예방할 수 있을 것으로 기대된다.
배전용 변압기의 경우 고장 발생시 직접적인 수용가 측에 피해가 발생되며, 변압기 폭발시 인명 피해까지 우려되고 있다. 변압기 내부 고장으로 절연유가 분출될 경우가 가장 심각한 고장으로 이러한 피해를 방지하기 위해서는 내부 고장에 대한 정확한 해석이 필요하다. 본 연구에서 변압기 권선내에서 발생되는 고장을 유한요소 전자계해석 프로그램(FLUX2D)을 이용하여 해석하였다. 50kVA, 13200/230(V) 단강 변압기의 권선고장시 전자계해석, 1차측 권선고장(turn-to-earth)과 2차측 권선고장(turn-to-turn)을 모의하여 해석하였다. 또한, 권선 내부 고장 및 2차측 단락시 누설자속분포, 1차 및 2차측 고장전류, 권선간의 힘의분포 등을 해석하였다. 분석결과는 변압기의 절연설계 및 단락기계력에 대한 프레임 구조 설계를 위한 자료로 활용된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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