최근, 토목 분야에서의 RC 구조물의 보강을 위한 FRP 사용이 증대되고 있다. 특히, FRP로 보강된 구조물의 폭발저항성능에 대한 관심이 증가하면서 폭발하중에 대한 FRP의 보강 효과에 대한 검토가 필요하게 되었다. 폭발하중을 받는 FRP의 보강 효과를 측정하기 위해 9개의 $1,000{\times}1,000{\times}150\;mm$의 RC 패널 시편을 제작하였으며, 각 시편에는 탄소섬유복합재(CFRP), 폴리우레아, 폴리우레아와 CFRP의 동시 보강한 경우와 현무암 섬유 복합재(BFRP, basalt fiber reinforced polymer)로 보강하여 각 보강 섬유의 폭발 저항 성능을 검토하고자 하였다. 폭발하중은 ANFO 15.88 kg의 장약량을 1.5 m 이격거리로 적용하였으며, 측정하고자 한 데이터는 초기 압력폭발압력하중 뿐만 아니라, 반사압력, 충격량, 중앙부의 처짐, 철근, 콘크리트 및 FRP의 변형률를 측정하였다. 각 시편의 파괴모드는 control 시편인 일반 강도 시편과 비교하였다. 실험을 통해 보강 재료에 따른 방폭 성능을 파악하였으며, 이 실험 결과는 구조물에 요구되는 방호 성능 및 방호도에 따라 보강 재료를 선택하는 기초자료로 활용될 수 있다.
A projectile when passes through a moving shock wave, experiences drastic changes in the aerodynamic forces as it moves from a high-pressure region to a low pressure region. These sudden changes in the forces are attributed to the wave structures produced by the projectile-flow field interaction, and are responsible for destabilizing the trajectory of the projectile. These flow fields are usually encountered in the vicinity of the launch tube exit of a ballistic range facility, thrusters, retro-rocket firings, silo injections, missile firing ballistics, etc. In earlier works, projectile was assumed in a steady flow field when the computations start and the blast wave maintains a constant strength. However, in real situations, the projectile produces transient effects in the flow field which have a deterministic effect on the overtaking process. In the present work, the overtaking problem encountered in the near-field of muzzle guns is investigated for several projectile Mach numbers. Computations have been carried out using a chimera mesh scheme. The results show that, the unsteady wave structures are completely different from that of the steady flow field where the blast wave maintains a constant strength, and the supersonic and subsonic overtaking conditions cannot be distinguished by identifying the projectile bow shock wave only.
본 연구는 인공절리의 경사, 인공절리와 발파공 간의 거리, 그리고 인공절리의 수가 압력파동의 전파, 균열의 전파, 그리고 발파파동의 속도에 미치는 영향을 평가할 목적으로 수행되었다. 이 평가작업은 동적 FEM 프로그램인 AUTODYN 상에서 지원되는 Euler-Lagrange solver를 사용하여 수행되었다. 주요 결과로서 발파파속은 인공절리와 발파공 간의 거리가 가깝거나 인공절리의 경사가 증가할수록 더 빠르게 감소하는 것으로 나타났다. 인공절리가 없는 경우에 비해 절리가 하나라도 존재하는 경우에는 발파파속의 감쇠가 상당히 크게 발생하였다. 하지만 인공절리의 수가 발파파속의 감쇠에 미치는 영향은 주어진 조건 하에서는 미미한 수준이었다.
In tunneling and road cuts by blasting, it is of the utmost importance that the remaining rock is of high quality in order to avoid rockfall, rockslides and excessive maintenance work. Therefore, numerous blasting techniques which make use of decoupled charge or shock wave superposition effect have been used to control overbrake. In this paper. some approximate method for the determination of blast load according to the charge condition was introduced at first and, instrumented tests were conducted in small scale transparent material to investigate the shape and amplitude of blast load around the bore hole. Compare to the fully coupled charge, low amplitude of blast load around the bore hole was observed in the decoupled charge and explosion gas pressure was important in the shape of blast load. Therefore, quasi-static behaviour of the crack pattern was shown due to low loading rate.
폴리머 겔의 발파 효과를 평가하기 위해 AUTODYN을 이용한 단일 발파공 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 발파공 내부 에멀젼 폭약과 공벽간의 채움재는 공기와 폴리머 겔을 적용하여 서로 결과를 비교하였으며, 디커플링 지수 1.0인 밀장전과 디커플링 지수 1.25, 1.56에 대해 각각 해석하였다. 폴리머 겔의 발파 효과 평가를 위한 기준은 밀장전 case를 기준으로 하였다. 해석 결과로서 석회석 모델의 파쇄 및 균열 발생에서 공기보다 폴리머 겔 적용의 경우가 높은 파쇄 정도를 나타냈고, 지정 게이지에서의 최고압력 또한 공기의 경우보다 폴리머 겔 적용이 높은 수치를 보였다.
This study showed the development process of structural design method of BHB(Blast Hardened Bulkhead) which are applicable in preliminary design stage. In the previous 1st report, the simplified structural scantling equations of BHB were formulated theoretically using the modified plastic hinge method supplemented by considering the membrane effects due to large plastic deformation. And the scantling methodology of plate thickness and section area of stiffeners of the curtain plate type BHB was dealt with. In the present 2nd report, derivation process of the correction factors which can adjust the developed scantling equations considering the uncertainties contained in the design parameters was introduced. Considering the actual BHB structures of 3 warship, the correction factors for the developed scantling equations for curtain plate type BHB were derived. Finally the applicability, validity of them and the strategy of future improvement were considered.
근접 폭발로 인해 발생하는 폭발 충격파의 위험을 완화하기 위한 기술에 대한 기초 평가를 수행하였다. 기존의 일반적인 기술로는 폭발물 주변이나 충격파의 진행 방향에 방호물질을 사용하여 차단막을 형성하는 방법이 사용되었다. 다양한 폭발 에너지 분산 메커니즘이 제안되었으며, 임피던스 차이를 활용한 폭발 충격파 완화에 대한 연구가 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 전단농화유체(STF)를 충격완화물질로 적용하여 폭발 충격파 완화에 대한 폭발실험 및 수치해석을 통해 STF 완화물질의 효과를 평가하였다. 그 결과로써 STF 완화물질의 폭발 충격압 감쇄성능의 실효성을 확인할 수 있었다.
근접거리에서의 폭발하중의 정확한 정량화에 대한 요구는 주요기반시설물, 빌딩 및 교량의 안전설계가 근접폭발에 대한 것이라는 점에서 매우 중요하다. 근접폭발에 대한 입사 및 반사압력은 높은 압력과 온도로 인하여 사용가능한 압력변환기로는 직접적인 측정이 매우 힘들며, 이는 근접거리에서의 압력과 충격량에 대한 합당한 예측을 가능하게 하는 확인되고 검증된 전산유체역학코드를 필요로 한다. 본 논문은 입사 및 반사 초과압력 및 충격량의 산정에 대하여 CFD 코드를 확인하고 증명하기 위한 수치해석에 대하여 소개하였다. 연구는 근접거리에 초점을 맞추어 수행되었으며, 근접폭발 시뮬레이션을 최적화하는 메쉬크기에 대에 대해서도 제안하였다.
Pressure risc is an important design factor and affects significantly on the characteristics of gas circuit breakers. For self-blast circuit breakers, the nozzle ablation plays important role in pressure-building up and should be properly considered for the accurate calculation. In this paper, the nozzle ablation is treated as a boundary condition and the pressure is calculated from mass fractions of PTFE and SF6. The amount of the ablated mass of a nozzle is assumed to be proportional to the are energy and the area of nozzle surface that directly touches arc. The calculation result is compared with measured data and shows good agreement with it.
A numerical analysis for a silencer with three baffles of 120mm tank gun has been performed. The Reynolds-Averaged Wavier-Stokes equations with Baldwin-Lomax turbulence model were employed to compute unsteady, compressible flow inside the tank gun and the silencer. An axisymmetric computational domain was constructed by using 12 multi block chimera grids. The resolution of flow field is observed by depicting calculated pressure and muzzle brake force. The peak blast pressure and noise through the silencer reduced approximately 99% and 41dB in comparison to the tank gun without the silencer at near filed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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