본 연구에서는 입자완화 유체동역학기법을 이용하여 고속충돌에 의해 생성된 파편 및 파편운의 분산거동을 고찰하였다. 충격구와 표적판은 모두 알루미늄 소재를 대상으로 하였으며 해석을 통해 예측한 파편운의 장축 및 단축의 길이와 참고문헌의 실험값을 비교하여 기법의 타당성을 검증하였다. 검증된 SPH 기법을 기반으로 1.5~4 km/s의 속도 범위에서 고속충돌 및 파괴 해석을 수행하였으며 이에 따른 파편의 분산 거동을 운동에너지 관점에서 평가하였다. 표적판 뒤에 배치된 관측판상에 분포된 파편의 최대 분산반경은 충돌속도가 증가함에 따라 증가하였다. 충돌시 발생하는 파편의 분산 거동을 바탕으로 손상범위 예측을 위한 경험식을 도출하였고, 파편 운동에너지의 95 %는 최대분산반경의 50 % 이내에 집중됨을 확인하였다.
본 연구는 고속충돌에 따른 파괴로 인하여 발생한 파편들의 분산거동을 예측하기 위해 고속충돌 실험과 함께 재료거동 모델링 및 수치해석을 수행하였다. 알루미늄 합금과 강철로 각각 구성된 2종류의 위협체 및 표적판에 대해 충돌실험을 수행하였으며 위협체는 약 1 km/s의 속력으로 표적판과 충돌하고, 이 충돌로 인하여 발생한 파편은 알루미늄 합금 관측판에 손상을 유발시키게 하였다. 사용된 소재의 차이에 의해 파편의 분산거동이 상이하였으며 이에 따라 관측판에 형성된 파편의 분산 반경 또한 다름을 확인하였다. 수치해석은 실험과 동일한 조건하에서 수행되었으며 파편으로 인한 파괴 및 손상을 모사하기 위하여 입자완화 유체동역학(smoothed particle hydrodynamics, SPH)기법과 유한요소(finite element, FE) 연계 기법을 적용하였다. 실험 측정된 결과와 해석값을 비교분석한 바, 표적판의 관통부 지름과 관측판상의 파편 분산반경은 5 % 이내의 오차로 잘 일치하였다. 아울러 강철 위협체와 강철 표적판이 충돌한 경우 가장 큰 분산반경을 보임에 따라 타 경우에 비해 가장 위협적임을 알 수 있었다.
횡방향 관통 효율 강화 탄체(PELE)는 기폭장치가 없는 새로운 개념의 발사체이다. PELE 는 배면이 닫혀있는 고밀도 피복과 저밀도 충전재로 구성되어있다. PELE 의 폭발 특성을 연구하기 위해 AUTODYN-3D code 를 이용하여 발사체와 표적체의 모델을 구축하였다. PELE 의 의해 알루미늄-2024 합금 표적체를 천공하는 과정을 시뮬레이션으로 구현하였으며 또한 다양한 내부 충전재에 의해 분산되는 표적체의 파편 특성도 연구하였다. PELE 파편의 유한요소해석은 AUTODYN-3D code 의 추계학적 파괴기준을 사용하여 구현되었다. 내부 충전재의 팽창으로 인해 파편은 속도를 얻으며 횡방향으로 분산된다. 따라서 손상영역의 범위가 증강한다. 관통 및 횡방향 분산 과정에서 생성되는 파편은 내부 충전재의 충격 압력에 따라 그 양과 형태가 다른 것으로 나타났다.
유도탄의 비행 시험 중 고장 또는 비정상적인 기동이 발생하는 경우 비행을 계속하지 않도록 의도적으로 자폭한다. 이때 파편이 발생하며 안전 지역을 벗어났는지 여부를 실시간으로 추정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 Fully-Connected Neural Network(FCNN)를 이용하여 실시간으로 파편의 예상 낙하 영역 및 낙하 시간을 추정하는 방법을 제안한다. 많은 양의 학습 데이터 생성을 위해 Unscented Transform(UT)를 적용하였으며 신뢰도 확보를 위해 Monte-Carlo(MC) 시뮬레이션과 비교하여 파라미터를 선정하였다. 또한 제안한 방법의 추정 결과를 MC와 비교하여 성능을 분석하였다.
스마트 항로표지 장치에서는 위도와 경도에 대응하는 각종 센싱정보가 시계열 형식으로 생산되므로 다양한 서비스 개발이 용이하다. 그러나 데이터의 수집 및 관리 주체가 상이하고, 시스템이 분산된 상태이며, 같은 항로표지에 대해서도 저장 포맷이 다를 수 있는 등 데이터의 효과적인 활용측면에서 제약이 많았다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 파편적으로 수집된 스마트 항로표지 원시 데이터를 효과적으로 결합하고 다양한 위치기반 서비스 제공에 적합하게 가공하는 데이터 전처리 기술을 제안한다.
Recently, with the development of long-range / high-altitude guided weapon system for defense against ballistic missile, test range and firing altitude for guided weapons are increasing. Due to the increase in the test range and the intercepting altitude, it is expected to increase the range of safety area required for the firing test. Comparing to the foreign countries which have many desert or non-residence, in the domestic circumstances where the population is concentrated and distributed, it is more important to predict the falling area and to set the safety area for safely carry out the long-range / high-altitude intercept test. In this paper, we consider the following three points. The first is the booster fall trajectory modeling, the second is the shroud fall trajectory modeling, and finally, the debris dispersion modeling for the missile intercept. Especially, the AUTODYN model was used to predict debris falling area which produced in the high-speed guided missile intercepting test.
우주발사체의 비행안전분석은 정상 및 비정상 비행으로 인해 발생되는 파편의 낙하점 및 낙하분산영역을 예측하여 인명, 선박 그리고 항공기에 미치는 영향을 분석하게 된다. 낙하점 및 낙하분산영역 예측은 우주발사체의 비행안전분석에 필수 요소이다. 특히, 낙하분산영역은 몬테카를로 시뮬레이션을 적용하여 예측될 수 있다. 이럴 경우, 수백회 이상의 반복 계산이 요구되는 몬테카를로 방법은 낙하분산영역을 산출하는데 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 몬테카를로 시뮬레이션을 대체할 수 있는 방안으로 JU 변환과 다구치 방법을 적용해보고, 세가지 방안의 결과를 비교하여 낙하분산영역 계산을 위해 적합한 방법을 제시한다.
소방서, 스쿠버 등 공기호흡기 용기 충전시설의 고압가스안전관리법에 따른 허가 또는 신고를 하지 않고 운영하고 있으며, 시설개선 및 공기호흡기 충전중 사고발생에 따른 안전관리가 필요하다. 정부에서는 불법운영 해소를 위해 노력하고 있으며, 고압으로 인한 위험으로부터 안전거리와 방호벽 설치와 동등이상의 안전성을 확보하기 위한 방법으로 안전충전함을 설치하여 운용하는 방법을 대안으로 제시하였다. 방호벽 설치기준을 갈음할 수 있는 안전충전함은 용기파열 시 순간 과압이 원만하게 분산될 수 있는 내부구조를 가져야 하며, 파편이 분산하는 것을 최소화 하고 모든 파편의 외부 비산을 방지하고, 외부로 방출되는 과압이 작업자가 위치하지 않은 곳(상부 및 하부)으로 분출되도록 하여 방호벽의 성능을 갖추도록 하여야 한다. 본 연구에서는 압축공기의 물리적 폭발에 따른 피해 영향을 계산하고, 실제 충전함 시제품을 제작하여 시험용 용기를 가스로 파열시키는 파열시험으로 안전충전함의 외함변화를 관찰 한 결과, 공기 배출구조설계 등을 통하여 안전충전함 내부의 과압을 해소할 수 있음을 확인 하였다.
ICT가 도입되면서, 업무의 수행이 예전에 비해서 파편화되고 있다. 파편화는 업무의 연속성을 해친다는 측면에서 생산성에 부정적일 수 있지만, 일의 파편화를 잘 관리하여 조합한다면 업무의 모드를 효과적으로 미래형으로 전환하여 생산성을 향상시킬 수도 있을 것이다. 본 연구에서는 일의 파편화가 어떠한 유형으로 나타나고, 유형에 따라 업무의 특성들은 어떻게 다른지를 조사 분석 하였다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해 파편화의 종류와 정도, 그리고 ICT 사용을 포함한 업무의 특성에 관해서 설문을 구성하였고 이를 활용하여 데이터를 수집하였다. 실제 기업 근무자들을 대상으로 수집한 300건의 설문 응답을 분석에 사용하였다. 군집분석을 통해 업무 시간/공간 편중형, 업무 시간 분산형, 업무 공간 분산형, 업무 시간/공간 파편형의 4가지 군집 유형을 도출하였다. 군집별로 업무 영역, 경력, 업무의 특성, ICT 사용에 대한 특성들의 차이를 분석하였다. 결론에서는 이렇게 변화하여 나가고 있는 업무 특성의 본질적인 변화를 수용하기 위해서는 어떠한 정책과 대응책이 필요한지, 본 분석의 시사점들을 중심으로 논의하였다.
본고는 지뢰 방호복을 개발, 국산화하기 위해 먼저 방탄소재 구성방법에 관하여 실험한 결과이다. 기존의 여러 겹의 파라-아라미드(Para-aramid)나 단순히 파라-아라미드와 폴리 에틸렌 필름(Polyethlene film)을 조합한 소재구성과는 달리 케블라 파이버(Kevlar fiber)로 만들어진 펠트(felt)를 첨가하여 방탄원리 및 특성을 고려한 구성으로 방호복의 중량을 줄이면서 착용자로 하여금 유연성과 동작성을 향상시켜 임무수행과 안전성을 높일 수 있는 방호복을 개발하고자 하였다. 1) Para-aramid(내 충격열) + Flex-felt(충격 에너지 흡수) + Para-aramid(backface Polyethylene film(에너지 분산 극대)+Para-aramid(내 마찰열, backface순으로 소재를 배열함으로써 기존의 Para-aramed 36겹에 대하여 Para-aramid13겹, Polyethylene film 13겹, 그리고 펠트 1겹으로 동일한 방호성능을 얻었다. 2) 새로운 소재 구성 방법 에 의 한 방탄소재는 동일한 방호성능을 갖는 기존의 소재 구성 방법 에 따른 방탄소재 보다 중량에서 34-l9% ,더 가벼운 것으로 나타나 방호복 구성시 유연성이나 동작성에 유리 할 것으로 사료된다. 3) NIJ-STD-0101.03에서 의 Armor type II에 해당하는 시편 I의 방호한계속도로 구한 운동 에너지량은 154.4J Armor type III-A에 해 당하는 시편II의 방호한계속도로 구한 운동 에너지 량은 183.0J로 나타나 두 시편 모두 5m의 거리에서 M16Al지뢰의 0.032~0.044g사이 의 파편에 대해서 50%의 관통확률을 갖는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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