• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.165-173
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• 2016

2011년 3월 11일 리히터 스케일 9.0의 강진과 10-14m파도로 인해 Fukushima Daiichi(FD) 원자력 단지의 주전력과 보조전력이 끊어져 냉각장치가 작동하지 않았고 노심의 열이 제거되지 못해 폭발이 일어나는 사고가 발생했다. 노심의 열이 제거되지 못하면 핵연료 피복재인 지르칼로이(zircaloy)와 같은 금속이 고온 상태에서 수증기와 산화 반응하여 수소를 발생시킨다. 발생된 수소는 격납건물로 방출되는데 방출된 수소가 연소하는 경우 격납건물의 안정성에 영향을 줄 정도의 큰 충격을 유발할 수 있는 수소폭발로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 격납건물 내부의 수소 분포를 분석한 연구 [1]에서 제시한 폭발의 위해도가 높은 영역에 대하여 폭발해석을 수행하였으며 수소 폭발이 격납건물의 건전성에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 격납건물 중앙부를 제외하고 수소폭발이 발생하였고 상부에 전체 수소의 40%이상이 모였을 때와 하부 좌측, 우측의 격벽사이에 수소가 모였을 때 큰 폭발이 발생했으며 격납건물 벽면에 큰 응력을 동반하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.199-202
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• 2004

해양에서 연구목적으로 저주파 음원으로 사용하고 있는 폭발성 음원(SUS: Signals, Underwater Sound)의 신호특성을 파악하기 위해 1999년 9월에 동해의 대륙사면에서 1마일에서 80 마일까지 약 1에서 5마일의 정해진 간격으로 SUS를 투하하여 발생된 음향신호를 거리 및 수신수심별로 수신하였다. 주파수 필터를 사용하여 분석한 결과, 1 kHz이상의 고주파수 성분이 폭발시에 먼저 방출되며 저주파수 신호는 뒤이어 발생됨을 확인하였다. 이것은 폭약이 폭발시에 일어나는 메카니즘과 관련이 있는 것으로 사료된다. 거리의 증가에 따라 잔향의 영향을 받아 뒤이어 수신되는 파속(wave packet)들을 확인할 수 있었으며, 신호에 많은 영향을 주고 있었으나 잔향 분석은 여기서는 제외하였다. 본 연구는 실해역에서의 SUS신호에 관한 많은 자료를 분석한 것으로서 그 신호특성에 관한 이번 고찰은 해양음파전달시 사용하는 SUS 음향신호 해석에 많은 도움을 줄 것으로 기대한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.251-253
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• 2015

선박에 의한 위험물 운송의 증가로 제정된 IMDG Code를 제정하고, 선원들은 그 규정에 따라 업무를 수행하고 있으며 몇 차례 개정이 되면서 위험물 안전운송 전문교육을 의무화하고 있다. 하지만 해마다 위험물에 의한 선박화재 및 폭발사고는 계속 일어나고 있으며, 이것은 위험물에 대한 기본 정보와 규정만 있으나 위험화물에 대한 자체 반응경로나 왜 규정대로 해야 하는지에 대한 정보가 선원들에게는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그리하여 최근에 발생한 선박화재 및 폭발사고 사례를 조사해보고, 적재된 화학물질 에 대한 기본정보를 분석하고 화재가 일어날 수 있는 가능성에 대해 화학적으로 접근 해석해 보았다. 화재의 원인은 다양하지만 기상 실험을 할 수 없는 어려움이 있어, 적재된 위험물의 정보와 대표적인 반응을 알아보고 화재원인을 가정해 보았다. 선원들은 IMDG Code에 대한 규정 이외에도 이러한 기본정보와 반응경로에 이해를 한다면 위험화물의 운송에 있어 위험한 환경요소를 제거할 수 있어 화재 및 폭발사고를 예방 할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.922-931
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• 2017

본 논문에서는 신규 방식의 발사관 덮개인 분리식 덮개의 설계과정과 해석 및 실험적 검증결과에 대하여 기술하였다. 발사관 덮개에 보편적으로 사용되고 있는 종래의 파열식 및 구동기 방식의 덮개의 단점을 극복하기 위하여 폭발볼트 및 스프링 레버를 이용한 분리식 덮개를 제안하였다. 분리식 덮개는 폭발볼트와 스프링 레버 구동시스템으로 단순하게 구성되어 있다. 첫 번째로, 수학적 모델에 의해 제시된 설계제원에 대하여 다물체 동역학 해석을 통하여 기계적 작동성능에 관한 검토를 실시하였다. 도출된 해석결과는 이후 초고속 카메라로 획득한 계측 결과와 잘 부합하였다. 또한 작동성능에 대한 설계인자별 영향을 파악하기 위한 경향분석이 수행되었다. 본 연구를 통해 구조적 단순성과 가격의 효율성을 보유한 신규방식의 발사관 덮개를 군수분야에 제시하는데 기여했다고 판단되며 특별히 다연장 발사관 시스템(MLRS)에 유용하게 적용될 것이라고 예상된다.

• 한국가스학회지
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• 제26권1호
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• pp.27-33
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• 2022

가스 취급 및 저장시설의 확충과 더불어 폭발의 규모가 다양해짐에 따라 사고를 대비한 방폭 설비 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 방폭 인증시험 대상 설비 중 하나인 가스차단문은 폭풍파나 내부 화재로 인한 팽창압력을 차단하는 동시에 내부의 인원과 장비를 보호하는 역할을 한다. 현재 사용되는 가스차단문은 방폭성능 인증시험 대상 설비임에도 방폭 설계 관련 규정이 명확히 제시되지 않고 있으며 해당 설비의 폭발압력저항성능평가에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 미국재료시험협회(ASTM)에서 제시하는 가스차단문 규격에 관한 규정(ASTM F-1069-87, F-1068-90)을 참고하여 가스차단문을 3D 형상으로 모델링하고 ANSYS Explicit Dynamics 해석을 통해 기준 대비 가스차단문의 영구적 변형량을 비교하였다. 또한, 방폭 설비 관련 연구에서 사용되고 있는 회전연성도·변위연성도 계산을 통한 방폭성능 평가 방법을 함께 고려하여 가스차단문의 수치해석적 폭발압력저항 성능평가를 수행하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.151-160
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• 2022

최근 폭발사고의 빈도수가 증가함에 따라 주요 구조부재의 손상을 저감시킬 수 있는 방호 구조물 설계에 대한 관심이 높아지고 있다. 그러나, 방호 구조물의 방호성능에 대한 국내 연구는 아직 미진한 실정이며, 아직 설계 가이드라인도 충분히 갖추어지지 못한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 FRP 시트 보강유무를 변수로 하여 RC 방호벽에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 해석은 LS-DYNA 프로그램을 활용하여 수행되었으며, 해석을 통해 RC 방호벽과 FRP 시트로 보강된 RC 방호벽의 변위-시간이력곡선, 압력-충격량 도표, 취약도 곡선을 도출하였다. FRP 시트 보강방법은 RC 방호벽의 방호성능을 향상시키는데 매우 효율적인 것으로 나타났다. 또한, 폭발하중의 크기가 클수록 RC 방호벽에 대한 FRP 시트의 보강효과는 높아지는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.317-324
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• 2022

본 논문에서는 등가 단자유도를 이용하여 구조부재의 정적변위를 고려하는 해석기법을 제시하였다. 기존의 단자유도 비선형 동적 해석 알고리듬을 구조부재의 초기정적변위의 영향을 고려할 수 있도록 개선하였다. 가정된 폭발하중 지속시간과 부재의 고유주기 비에 따라 정적변위가 최대응답에 미치는 영향의 차이와 폭발하중의 방향과 초기변위의 방향에 따른 차이를 확인하였다. 이에 따라 기존의 응답 차트를 정적변위를 고려할 수 있도록 폭발하중의 형태에 따라 각각 제시하였다. 설계 예제를 정적변위가 고려된 응답 차트에 적용하여 부재의 최대 변위를 비교 및 분석하였다. 본 연구의 결과를 통해 초기 정적변위를 고려한 구조부재의 최대응답을 쉽게 산정할 수 있으며 본 연구에서 제시한 응답 차트는 플랜트 또는 군사시설물의 내폭 설계에 활용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.9-16
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• 2014

최근 수중폭발로 인한 구조물의 충격응답에 대한 연구는 매우 높은 비용과 소요시간, 민감한 환경문제 등으로 인하여 실제 시험보다는 컴퓨터를 통한 수치해석적 연구가 활발히 진행되어 왔다. 또한 시뮬레이션의 기술 향상과 더욱 정교해진 기능들로 수치 시뮬레이션의 효율성이 증가되었을 뿐 아니라 그 신뢰성까지 증가하였다. 본 연구에서는 유체 표면의 Acoustic Pressure와 구조물 표면 변위의 적절한 관계를 다루는 구조-유체 상호작용(FSI : Fluid-Structure Interaction), 수중폭파 형태를 결정하는 유체의 깊이와 폭발물과 구조물 사이의 거리에 대한 파라미터를 상용 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용한 시뮬레이션 값과 실험적 이론 값 비교에 중점을 두었다. 수중폭발로 인한 파이프의 충격테스트 응답 분석은 ABAQUS/Explicit을 사용하여 수행되었고, 시간이력에 따른 충격하중, Acoustic Pressure, 타격지점의 응력, 속도, 변형에너지 등 ABAQUS CAE에서 결과를 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제15권5호
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• pp.19-24
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• 2011

최근 산업구조가 미래 첨단산업 위주로 전환되면서 자동차를 비롯한 항공기, 휴대폰, 전자기기 등 다양한 산업분야의 제품에 Al, Mg, Li, Zn과 같은 가연성 금속의 사용량이 크게 증가하고 있으며 이러한 가연성 금속의 가공과 정에서 발생하는 금속분진에 의한 폭발 사고 또한 증가하고 있다. 금속분진에 의한 폭발사고는 가연성 금속분진을 포집 및 저장하는 국소배기설비의 공기정화장치에서 대부분 발생함에 따라 공기정화장치내 폭발 발생시 폭발압력에 의한 공기정화장치 구조물의 변형과 파열형태를 단순 예측이 아닌 유한요소해석(FEA)법에 의해 기술적으로 분석 및 제시하고자 본 연구를 수행하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.103-117
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• 1996

본 논문에서는 증기폭발의 전파과정을 해석하기 위한 수학적 모델을 제시하였다. 이 모델은 용융물, 용융파편, 그리고 냉각재 기상과 액상 등 4상 유체의 2차원적인 천이거동을 지배방정식 및 관련상관식의 수치적 해를 구함으로서 예측할 수 있다. 모델에 사용된 주요 상관식은 용융물 분쇄, 냉각재 상변화, 에너지 교환, 그리고 운동량 교환항으로 구성되어 있다. 그리고, 냉각재(물)의 상태방정식은 냉각재의 기상과 액상 사이의 열역학적 인 비평형을 허용할 수 있는 독특한 형태로 구성되었다. 주석 /물의 중기폭발에 대한 예제계산을 수행한 결과 본 모델이 폭발의 전파속도 및 압력 -비록 그 정량적인 값은 관련상관식의 인자들에 좌우되지마는- 등의 증기폭발 전파과정의 주요현상을 적절히 모사할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 중요한 초기변수(중기 분율, 용융물 분율) 및 관련상관식에 대한 민감도 분석도 수행되었다.