• 제목/요약/키워드: 수중폭발충격

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해석모델링 방법에 따른 선체거더의 수중폭발 휘핑응답 비교 (Comparison of UNDEX Whipping Response of Hull Girder according to Modeling Methods)

  • 권정일;정정훈;이상갑
    • 대한조선학회논문집
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    • 제42권6호
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    • pp.631-636
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    • 2005
  • One and three dimensional whipping response analyses of a naval surface combatant subjected to an underwater explosion bubble pulse were carried out to compare the efficiency and accuracy according to the modeling methods. In 1-D analysis, program UNDEXWHIP developed by KIMM was used, which is based on the thin-walled Timoshenko's beam theory and on the modal analysis method using wetted vibratory modes of the hull girder. In 3-D analysis, three finite element models were suggested using LS-DYNA/USA code, such as 3-D beam model considering geometric shape of wetted side shell, coarse and fine 3-D F.E. models. Through the comparison of results from the 1-D and 3-D analyses, it could be confirmed that 1-D analysis result is in good agreement with 3-D analysis ones, and that fine 3-D F.E. model, shock analysis one, is also used both in the shock response and whipping response analyses for the analyst effort and time savings.

수중폭발 충격파와 가스구체 압력파를 함께 고려한 구조물의 동적응답해석 (Integrated Structural Dynamic Response Analysis considering the UNDEX Shock Wave and Gas Bubble Pulse)

  • 이상갑;권정일;정정훈
    • 대한조선학회논문집
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    • 제44권2호
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    • pp.148-153
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    • 2007
  • Two typical impact loadings, shock wave and gas bubble pulse, due to UNDEX(UNDerwater EXplosion), should be considered together for the closest response analysis of structure subjected to UNDEX to a reality. Since these two impact loadings have different response time bands, however, their response characteristics of structure are different from each other. It is impossible to consider these effectively under the current computational environment and the mathematical model has not yet been developed. Whereas Hicks model approximates the fluid-structure interaction due to gas bubble pulse as virtual mass effect, treating the flow by the response of gas bubble after shock wave as incompressible ideal fluid contrary to the compressible flow due to shock wave, Geers-Hunter model could make the closest response analysis of structure under UNDEX to a real one as a mathematical model considering the fluid-structure interaction due to shock wave and gas bubble pulse together using acoustic wave theory and DAA(Doubly Asymptotic Approximation). In this study, the application and effectiveness of integrated dynamic response analysis of submerged structure was examined with the analysis of the shock wave and gas bubble pulse together.

경중량 수직형 충격 시험 장비의 선형 동역학 모델 수립을 통한 충격 시험 설계 기법에 관한 연구 (A Study on Shock Test Design Method Using Linear Dynamic Model of Light Weight Vertical Shock Test Machine)

  • 김준혁;오부진;임담혁
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.70-78
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    • 2021
  • Naval surface ships and submarines could be exposed to non-contact underwater explosion(UNDEX) environment. Equipment installed on the ships and submarines could be damaged by shock load generated by UNDEX environment. Therefore, shock survivability of equipment generally evaluated by shock tests. Ground based shock test machine such as Light weight shock test machine(LVSM) is developed to simulate shock load caused by UNDEX environment. In this study, linear dynamic model of LVSM is proposed and evaluated to improve shock test design procedure. Parameters of the model are decided by optimizing time domain response compared to zero payload experiment. Proposed model is verified by comparing simulation results and test results of maximum payload experiment. Finally, shock test design using the model is described for various test equipment weight.

가스터빈 패키지 내충격 성능평가에 관한 연구 (Evaluation of the Shock Resistance of a Gas Turbine Package)

  • 김재부;박윤기;박민석;이종환;안성찬
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권10호
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    • pp.1005-1009
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    • 2017
  • 본 연구에서는 수중폭발에 의한 가스터빈 패키지에 작용하는 충격하중을 평가하고, 충격하중에 대한 가스터빈 패키지의 내충격 안전성을 검토하였다. 이를 위해 먼저 BV043에 따른 시간이력 충격하중을 산출하고, 산출된 충격하중을 바탕으로 이상화된 WEM(Whole Engine Model, 전체시스템)에 대한 시간영역에서의 과도응답해석을 수행하였다. 이를 통해 가스터빈 패키지의 주요구성품에 전달되는 하중을 평가하였으며, 평가된 전달하중을 바탕으로 주요구성품의 상세모델에 대한 내충격 안전성 검토를 수행하였다. 검토결과 가스터빈 패키지는 기준응력 대비 최소 1.0 이상의 안전율을 가지는 것을 확인하였다. 그리고 실물테스트를 통해 가스터빈 패키지 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System) 구조 및 제어기능의 내충격 건전성을 검증하였다.

수중충격하중을 받는 선체구조의 충격 및 파손 해석 (The Shock and Fracture Analysis of Ship Structure Subject to Underwater Shock Loading)

  • 정기태;김경수;김영복
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.118-131
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    • 1995
  • 수중폭발을 받게 되는 해군 함정이나 충격하중을 받게 되는 초고속선의 구조에 대한 내충격 파손해석을 거시해석(global or macro analysis)과 미시해석(fine or micro analysis)의 두 단계로 나누어 수행하였다. 거시해석은 이중근사기법(DAA : Doubly Asymptotic Approximation)을 이용하였다. 심한 충격하중을 받는 구조는 주로 세 가지 파괴모드를 나타내는데 이는 충격후기에 주로 나타나는 동소성좌굴(Dynamic plastic buckling)에 기인하는 소성대변형과 충격초기에 주로 나타나는 인장 파괴(Tensile tearing failure)와 횡전단파괴(Transverse shear failure)가 있다. 본 논문의 미시해석에서는 잠수구조의 종보강재에 충격압력이 가해진 경우에 대하여 응력파(stress wave)의 파급과 이 응력파와 균열과의 상호작용에 의한 동적응력강도계수 $K_I(t)$의 계산함으로써 인장 파괴모드(Tensile tearing failure mode)해석을 수행하였다. 특히, 동적응력강도계수 $K_I(t)$의 계산에 있어서 실험적 방법으로 널리 사용되는 shadow optical method of caustic로부터 개발된 numerical caustic method를 사용하였다. 본 논문의 충격파손해석 수치 예로서 해석모델을 완전잠수주상체로 잡고 거시해석을 수행한 후 이로부터 구한 충격압력을 입력자료로 하여 종보강재에 대하여 미시해석을 수행하였다.

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FSI 해석기법을 이용한 에어건 수중발파 응답해석 검증 (Verification of Underwater Blasting Response Analysis of Air Gun Using FSI Analysis Technique)

  • 이상갑;이재석;박지훈;정태영;이환수;박경훈
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권6호
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    • pp.522-529
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    • 2017
  • Air gun shock system is used as an alternative energy source as part of the attempt to overcome the restrictions of economical expense and environmental damage, etc., due to the use of explosives for the UNDerwater EXplosion (UNDEX) shock test. The objectivity of this study is to develop the simulation technique of air gun shock test for the design of model-scale one for the near field non-explosive UNDEX test through its verification with full-scale SERCEL shock test result. Underwater blasting response analysis of full-scale air gun shock test was carried out using highly advanced M&S (Modeling & Simulation) system of FSI (Fluid-Structure Interaction) analysis technique of LS-DYNA code, and was verified by comparing its shock characteristics and behaviors with the results of air gun shock test.

이상유동에 대한 ALE Godunov법을 이용한 구대칭 수중폭발 해석 (NUMERICAL ANALYSIS ON A SPHERICALLY SYMMETRIC UNDERWATER EXPLOSION USING THE ALE GODUNOV SCHEME FOR TWO-PHASE FLOW)

  • 신상묵;김인철;김용직
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.29-35
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    • 2006
  • A code is developed to analyze a spherically symmetric underwater explosion. The arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) Godunov scheme for two-phase flow is used to calculate numerical fluxes through moving control surfaces. For detonation gas of TNT and liquid water, the Jones-Wilkins-Lee(JWL) equation of states and the isentropic Tait relation are used respectively. It is suggested to use the Godunov variable to estimate the velocity of a material interface. The code is validated through comparisons with other results on the gas-water shock tube problem. It is shown that the code can handle generation of discontinuity and recovering of continuity in the normal velocity near the material interface during shock waves interact with the material interface. The developed code is applied to analyze a spherically symmetric underwater explosion. Repeated transmissions of shock waves are clearly captured. The calculated period and maximum radius of detonation gas bubble show good agreements with experimental and other numerical results.

도폭선 발파를 통한 스트레이너 재생 (Strainer Cleaning Using Blasting of Detonating Cords)

  • 양형식;김종관;최미진;이경진;두준기;김정규
    • 화약ㆍ발파
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    • 제27권1호
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    • pp.1-6
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    • 2009
  • 취수정 내의 스트레이너는 수중의 이물질, 토사 등에 의해 폐쇄되어 투수율이 떨어지게 된다. 본 연구에서는 도폭선의 폭발압력을 이용하여 스트레이너를 재생하는 방법을 제시하고 적용 가능성을 검토하였다. 물이 채워진 수조 내에서 도폭선 발파를 시행하여 스트레이너에 손상을 주지 않는 범위의 압력을 산정하였다. 실험결과 $3,000\;kg/cm^2$ 정도의 충격압이 직경 12 cm인 스트레이너를 손상하지 않고 재생하기에 적절한 것으로 판단되었다. 스트레이너에 부착시킨 모르타르는 거의 완전하게 탈락되었다.

이중 탄성지지 주기관 모듈의 MIL-S-901D 중중량 충격시험 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulation of MIL-S-901D Heavy Weight Shock Test of a Double Resiliently Mounted Main Engine Module)

  • 권정일;이상갑;정정훈
    • 대한조선학회논문집
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    • 제42권5호
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    • pp.499-505
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    • 2005
  • Underwater explosion shock response analysis of a nonlinear double resiliently mounted equipment on a MIL-S-901D Large floating Shock Platform(LFSP) was carried out using LS-DYNA3D/USA. As a nonlinear double resiliently mounted equipment, real main engine module of naval ship was considered, where the engine, bearing, and base frame including sound enclosure were treated as rigid bodies with six degrees of freedom. The nonlinear effects of resilient mounts on its shock response characteristics were examined, and the usefulness of our suggested method was also confirmed comparing with calculation results by the equipment maker.

펄스 방전 기술에 의한 지반 확공 현상 수치해석 모사 (Numerical Simulation of Ground Expansion Induced by Pulse Discharge Technology)

  • 박현구;이승래;김선주;조규연
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.25-34
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    • 2010
  • 본 연구에서는 펄스 방전 기술의 적용에 따른 지반 확공 현상에 대한 수치해석적인 연구를 수행하였다. 실내 펄스 방전 시험을 통하여 충격파 발생을 측정하였으며 수중 폭발 모델을 바탕으로한 유제-구조물 유한요소해석을 통해 실내 시험에서 계측된 충격파를 모사하였다. 이를 바탕으로, SPT N값으로부터 경험적으로 얻어지는 지반 물성이 적용된 점성토 지반에 대한 확공 해석을 수행하였으며 현장 시험과 유사한 예측 결과를 얻을 수 있었다.