• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.715-722
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• 2014

본 논문에서는 철근콘크리트 코어 구조물의 내부폭발 효과를 폭발이나 충격해석에 특화되어 있는 하이드로코드인 Ansys Autodyn을 이용하여 조사하였다. 내부폭발의 경우 폭발하중의 반사효과로 인해 더욱 큰 파괴를 일으킬 수 있다. 그러므로, 본 논문에서는 UFC 3-340-02 를 사용하여 내부 폭발현상을 입증하였다. 추가적으로 Autodyn을 사용한 해석에 관하여 UFC에서 예제로 제시하는 폭발하중의 반사에 관한 실험 결과를 비교하여 Autodyn이 내부폭발 효과를 해석하는데 적합함을 증명하였다. 나아가, 초고층빌딩에서 가장 중요한 부분 중의 하나의 코어 구조의 붕괴메커니즘을 Autodyn을 사용하여 해석하였다. 내부폭발이 코어에 충격을 가할 때, 코어는 모서리와 폭발 정면 부분이 대부분 피해를 입었다. 그러므로, 코어 벽체가 피해를 입게 된다면 코어 구조물의 연쇄붕괴가 발생할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.369-380
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• 2019

PSC 구조물에 폭발과 같은 극한하중이 짧은 시간 동안 발생하게 되면 급작스러운 파괴와 그로 인한 수많은 인명 및 재산피해를 발생시킨다. 하지만 원전격납구조물, 가스탱크와 같은 PSC 구조물의 경우 방호 및 방재개념이 포함된 구조설계가 적용되지 않은 실정이며, 특히, 구조물 내부에서 발생하는 폭발압력하중은 피해규모가 외부폭발에 비해 훨씬 크기 때문에 내부폭발하중에 대한 검증은 반드시 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 원전격납구조물의 내부폭발에 대한 저항성능을 검토하기 위해 이방향 프리스트레스트 콘크리트 축소모형을 제작하였다. 내부폭발 실험은 22.68, 27.22, 31.75 kg (50, 60, 70 lbs)의 ANFO 폭약을 이용하여 시편으로부터 1,000 mm의 거리에서 폭발시켰으며, 압력하중, 처짐, 변형률, 균열형상, 긴장력 변화 등의 데이터를 분석하였다. 본 연구결과를 이용하여 원전격납구조물의 내부폭발하중 발생 시 손상도 범위 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.87-94
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• 1998

폭발현상(explosion phenomena)이 항상 연소(combustion)를 수반하는 것도 아니고, 연소현상이 항상 폭발적으로 일어나는 것이 아님에도 불구하고 많은 사람들은 폭발과 연소 사이에 밀접한 관계가 있는 것으로 생각하고 있다. 일반적으로 폭발이라고 하면 우선 큰 소리와 건물이나 실내의 파괴를 연상한다. 폭발 시에 발생하는 큰소리, 이른바 폭발음은 공기 중을 전파하는 압력파(blast wave)에 의한 것이고 건물이나 실내 파괴는 그들의 내부압력 상승에 의한 것이다. 그러므로 폭발현상은 압력상승과 불가분하다고 생각해도 된다. (중략)

• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.26-36
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• 2020

지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.89-95
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• 2016

가스 배관을 공동구 내에 수용하는 것은 단순 매설하는 것보다 부식의 위험이 적고, 외부인의 출입이나 굴착공사 등으로부터 오는 물리적 손상을 예방할 수 있다는 점에서 편의성이 크다. 그러나 밀폐된 공간이라는 특성상 개방된 공간에서의 폭발보다 폭발 과압에 의한 피해가 크다. 그럼에도 공동구에 대한 연구는 화재 사고에 국한되어 진행되었고, 폭발로 인한 위험성에 관한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 지하 공동구 내부의 가스배관으로부터 누출된 메탄가스가 원인모를 점화원에 의해 폭발을 일으켰을 경우를 가정하여 피해결과 관점에서 공동구 내부의 폭발이 상부 시설물에 미치는 영향을 살펴보았다. 안전설비의 작동상태에 따른 2가지의 시나리오를 선정하여 CFD tool인 FLACS를 사용하여 영향성 평가를 진행한 결과 대부분의 건축물을 전파 시킬 수 있을 정도의 폭발 과압이 예측되었다. 이 결과를 활용하여서 사고 발생 빈도를 감소시켜 안전성을 확보할 수 있는 추가 대책을 제시하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.101-109
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• 2018

실험과 유한요소코드를 이용한 수치해석은 폭발 하중에 의한 구조거동을 이해하는 유용한 방법이다. 그러나 내부폭발에 의한 철근콘크리트 구조물 거동에 대한 유한요소해석 결과와 실험적 검증에 대한 자료는 극히 드물다. 이 논문에서는 내부폭발에 의한 철근콘크리트 구조물 거동을 수치해석과 실험적으로 연구하였다. 방 하나짜리 축소형 콘크리트 내력벽 건물 중심에서 TNT가 기폭되는 상황을 고려하였다. 내부 폭풍압 분포와 철근콘크리트 벽 거동 분석은 유한요소 해석 코드인 ANSYS AUTODYN을 사용하였다. 수치해석과 실험을 비교한 결과 방 내부 세 곳에서 측정한 폭풍압과 두 벽 중심의 변위, 네 벽의 파손형태가 유사하게 나타났다. 또한 내부폭발 시 구조부재 거동에 대한 수치해석의 타당성과 정당성을 구조적 피해평가 측면에서 논의한 결과, 해석과 실험에서 같은 파손으로 평가되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.849-855
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• 2011

구명정은 선박이 좌초나 침몰 시 인명구조용으로 구조는 황천시 물이 구명정내부로 들어오지 못하도록 밀폐형으로 되어 있다. 밀폐형 구조로 인해 구명정내부는 온도가 상승되고 이 온도 상승으로 인해 엔진시동용 배터리가 폭발 가능성이 있고, 실제로 목포해대 실습선의 구명정에 탑재된 배터리에서 폭발사고가 발생했다. 폭발에 대한 원인조사를 바탕으로 폭발방지를 위한 대안 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 발생된 사고의 방지를 위한 구명정의 구조개선, 충전장치, 법규개정을 위한 기초적 자료를 제안하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.58.2-58.2
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• 2009

금속 와이어를 전기폭발법에 의해 증기 상태로 만든 후 응축시킬 때 제조되는 금속나노분말의 크기특성을 파악하기 위하여 제조장치에 샘플링 포트를 삽입하여 실시간 입자 측정기(Scanning Mobility Particle Sizer; SMPS) 로 14~615 nm 범위의 크기분포를 측정하였다. SMPS는 입자의 크기에 따라 전기적 이동도가 달라지는 원리를 이용하여 공기 중에 부유된 나노입자의 크기분포를 수 분내에 측정하는 실시간 입자 측정기이다. 금속나노분말 제조장치 내부는 약 0.5 bar 수준으로 불활성가스로 채워져 있어서 대기압보다 높은 고압조건이므로 SMPS 전단에 작은 노즐이 삽입된 pressure reducer를 부착하여 적정한 압력 수준으로 낮춘 후 SMPS로 나노분말의 크기분포를 실시간으로 측정하였다. 제조공정이 진행되면서 전기폭발이 주기적으로 발생하는 동안에 SMPS로 측정한 14~615 nm 범위 입자의 총 수농도는 약 $10^7$ 개/$cm^3$ 수준으로 매우 높았고, 약 100 nm와 200 nm에서 고농도 피크를 나타내는 bimodal 분포를 나타냈다. 반면 전기폭발이 잠시 중단되는 경우 입자의 총 수 농도는 약 $10^4$ 개/$cm^3$ 수준으로 낮아지고, 약 20 nm 이하의 입자가 대부분을 차지하면서 입자의 크기가 커질수록 농도가 낮아지는 형태의 크기분포로 바뀌었다. 본 연구를 통해 얻어진 제조장치 내부의 나노분말 크기분포 자료는 고품질 제품을 생산하기 위해 나노분말의 크기분포를 제어하는 분급장치 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-39
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• 2016

폭발성 가스가 존재하는 위험장소에서 사용하는 전기기기는 폭발성 가스의 점화원이 되지 않도록 설계되어야 한다. 내압방폭 구조의 설계는 전기 스파크를 발생시키는 부품을 가진 용기가 내부에서 가스나 증기의 폭발시 최대 압력에 견디고 내부 화염이 외부 가스나 증기 폭발로 전파되지 않도록 설계되어야 한다. 이 논문은 화염 틈새를 통해 외부로 분사되는 연소 생성물의 분사가 외부 가스나 증기를 점화시킬 정도의 온도나 에너지를 가질 수 없도록 하는 MESG(Maximum Experimental Safe Gap)의 중요한 물리적인 메커니즘에 대해 설명하였다. IEC 60079-20-1:2010 기준에 의해 프로판과 아세틸렌의 MESG를 실험하여 MESG 값을 측정하고 가스폭발시의 최대 폭발압력을 측정하였다. 결과로는 최소 MESG가 측정될 때 가스의 농도는 화학당량 농도보다 높고 폭발압력은 최소 MESG에서 가장 높게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권2호
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• pp.86-93
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• 2020

본 연구는 옥외저장탱크에서 발생한 화재·폭발사고의 근본적인 사례분석을 통해 저장탱크의 안전을 유지할 목적으로 수행되었다. 이 사고는 저장탱크 야드에 사업장 외에서 날아온 풍등이 저장탱크 주변 잔디에 떨어지며 발생한 잔재 화재가 서서히 확산되어 탱크 내부의 유증기와 만나 폭발·화재로 이어진 사고였다. 사고의 원인을 밝혀내기 위하여 CCTV영상분석을 통한 대기확산 조건 도출, 전산유체역학을 이용한 풍향 분석, 플러팅 루프가 최저 위치일 때의 탱크 내부 유증기 발생량, 최고 위치일 때의 탱크 내부 유증기 거동을 통하여 저장탱크의 폭발이 일어난 원인을 밝혀내어 저장탱크의 레벨을 내부부상형 지붕 이하로 유지했을 경우 위험물이 충전되면서 그 공간에 있던 유증기가 내부 부상지붕위에 정체될 가능성이 있으므로 저장탱크의 Low liquid level이 폰튠 서포트 밑에 위치하지 않도록 운전절차를 개선하고, 오픈 벤트에는 화염방지기를 설치하여 화염이 저장탱크로 유입하지 못하도록 하는 대책을 제시하고자 한다.