• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.25-40
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• 2004

밀장전한 암반발파공에서 화약폭발로 전파되는 초음속 충격파는 암반중에 전파되면서 차자로 저음속 충격파, 소성파, 탄성파로 변화된다. 이 연구는 발파압력파의 최대압력 도달시간 산정에 중점을 두었고 연계된 논문 I (the companion paper)에서는 최대 발파업력 산정에 중점을 두었다. 이 연구에서 최대압력 도달시간을 화약밀도, 단열지수, 폭광파속도, 감쇠지수, 동적항복강도, 소성파속도, 암반밀도, 탄성파속도, Hugoniot 상수의 함수식으로 유도하였다 최대합력 도달시간에 대한 매개변수분석 결과 암반특성치가 화약특성치보다 더 크게 영향을 미쳤다. 최대압력 도달시간의 확률분포는 화약과 암반 특성치의 확률분포로부터 Rosenblueth 확률모델로 조합하여 산출되었다. 화약과 암반특성의 불확정성이 발파진동의 불확정성에 미치는 영향을 수치해석으로 분석하였다. 불확정성 분석결괴 화약특성보다 암반특성의 불확정성이 발파진동에 더 크게 영향을 미쳤다. 수치해석 분석결괴 최대 발파양력과 최대양력 도달시간의 바인 하중재하율이 발파진동에 큰 영향을 미쳤다. 또한 화약특성보다 암반특성이 하중재하율에 더 크게 영향을 미쳤다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권1호
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• pp.50-63
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• 2015

Explosive bolts are one of pyrotechnic release devices, which are highly reliable and efficient for a built-in release. Among them, ridge-cut explosive bolts which utilize shock wave generated by detonation to separate bolt body produce minimal fragments, little swelling and clean breaks. In this study, separation phenomena of ridge-cut explosive bolts or ridge-cut mechanism are computationally analyzed using Hydrocodes. To analyze separation mechanism of ridge-cut explosive bolts, fluid-structure interactions with complex material modeling are essential. For modeling of high explosives (RDX and PETN), Euler elements with Jones-Wilkins-Lee E.O.S. are utilized. For Lagrange elements of bolt body structures, shock E.O.S., Johnson-Cook strength model, and principal stress failure criteria are used. From the computational analysis of the author's explosive bolt model, computational analysis framework is verified and perfected with tuned failure criteria. Practical design improvements are also suggested based on a parametric study. Some design parameters, such as explosive weights, ridge angle, and ridge position, are chosen that might affect the separation reliability; and analysis is carried out for several designs. The results of this study provide useful information to avoid unnecessary separation experiments related with design parameters.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.217-225
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• 2010

격벽 착화 모듈은 도우너 화약이 폭발하면서 발생한 충격파가 격벽을 통해 억셉터 화약에 전달되었을 때 동작한다. 격벽 착화 모듈의 가장 중요한 설계 요소인 격벽의 최소 두께를 결정하기 위하여 구조해석을 수행한 결과 격벽의 두께가 0.1 mm 이상인 경우 구조적으로 충분한 마진이 있음을 확인하였다. 격벽의 적정 두께를 결정하기 위하여 VISAR 간섭계를 이용하여 억셉터 화약 충전면에서 자유 표면 속도를 계측하였다. 이 속도를 이용하여 충격 압력으로 환산하고 그 결과를 억셉터 화약의 반응 민감도와 비교함으로서 격벽 두께에 따른 격벽 착화 모듈의 작동 신뢰도를 계산하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.16-24
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• 2010

격벽 착화 모듈은 도우너 화약이 폭발하면서 발생한 충격파가 격벽을 통해 억셉터 화약에 전달되었을 때 동작한다. 격벽 착화 모듈의 가장 중요한 설계 요소인 격벽의 최소 두께를 결정하기 위하여 구조해석을 수행한 결과 격벽의 두께가 0.1 mm 이상인 경우 구조적으로 충분한 마진이 있음을 확인하였다. 격벽의 적정 두께를 결정하기 위하여 VISAR 간섭계를 이용하여 억셉터 화약 충전면에서 자유 표면 속도를 계측하였다. 이 속도를 이용하여 충격 압력으로 환산하고 그 결과를 억셉터 화약의 반응 민감도와 비교함으로서 격벽 두께에 따른 격벽 착화 모듈의 작동 신뢰도를 계산하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.677-683
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• 2011

지금껏 TNT 폭발에 의한 피해를 계산하는 방법에는 몇 가지 실험에 의한 모델이 제안되었다. 본 논문에서는 fire-ball 중심에서 가스가 단열이라는 가정하에 연속방정식, 오일러 및 에너지 방정식에 대한 해석적 해를 얻어 TNT 가 폭발 후 팽창하는 fire-ball 에 대한 시간에 따른 반경의 변화를 얻었다. 급격히 팽창하는 fire-ball 에 의한 충격파의 전파는 Kirkwood-Bethe 가정에 의해 구하였다. 해저에서 TNT 가폭발하게 되면 fire-ball 이 생성, 팽창해 기포로 거동하게 된다. 이 기포의 주기와 최대반경에 대한 계산 값을 실험 값과 비교한 결과 계산 값은 실험 값과 잘 일치 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.283-288
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• 2016

목표 대상을 치명적이거나 파괴하지 않고 제압할 수 있는 무기를 비살상무기라 하며, 그중 고섬광발생장치는 강한 섬광으로 적의 광학센서를 무력화시키거나 시력을 일시적으로 마비시키는 무기체계이다. 본 연구에서는 고폭화약에 의한 충격파로 인해 발생한 플라즈마를 이용한 폭발형 고섬광발생장치의 형상에 대한 설계 방안을 도출하여 시료를 제작하고 광학센서를 사용한 기초시험을 수행하였다. 또한, 시험결과를 분석하여 설계 변수에 따른 고섬광 효과를 최대화시키는 방안을 도출하고자 한다. 충전가스 종류로 아르곤보다 제논의 경우 2배 가량 광도가 높게 나타났으며, 비활성가스가 광도에 미치는 영향을 알아보기 위한 비교로써 공기보다 제논의 경우 4배 가량 광도가 높게 나타났다. 또한, 화약량이 증가할수록 원주방향으로 전달되는 충격파가 도달할 수 있는 단면적이 증가할수록 광도가 증가함을 알 수 있었으며, 단일기폭보다 이중기폭의 경우 광원이 2배가 되어 광도도 2배됨을 입증하였다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2002년도 제24회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.123-132
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• 2002

A numerical study was conducted to investigate the combustion phenomena of normal start and unstart processes based on ISL's RAMAC 30 experiments with different diluent amounts and fill pressures in a ram accelerator. The initial projectile launching speed was 1.8 km/s which corresponded to the superdetonative speed of the stoichiometric $H_2/O_2$ mixture diluted with 5 $CO_2$ or 4 $CO_2$. Experiments with same condition except for projectile surface material demonstrated that ignition was successful with an aluminum projectile, but no combustion was observed in case of a steel projectile. In this study, it was found that neither shock nor viscous heating was sufficient to ignite the mixture at a low speed of 1.8 km/s, as was found in the experiments using a steel projectile. However, we could succeed in igniting the mixtures by imposing a minimal amount of additional heat to the combustor section and simulate the normal start and unstart processes found in the experiments with an aluminum projectile. For the numerical simulation of supersonic combustion, multi-species Navier-Stokes equations coupled with a Baldwin-Lomax turbulence model and detailed chemistry reaction equations of $H_2/O_2/CO_2$ suitable for high-pressure gaseous combustion were considered. The governing equations were discretized by a high order accurate upwind scheme and solved in a fully coupled manner with a fully implicit, time accurate integration method. The numerical results matched almost exactly to the experimental results. As a result, it was found that the normal start and unstart processes depended on the strength of gas mixture, development of shock-induced combustion wave stabilized by the first separation bubble, and its size and location.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.75-85
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• 2003

화약폭발로 발생한 응력파 전파특성을 파악하기 위하여 화약종류, 장약조건, 전파매질조건 별로 실내 모형시험 및 현장 암반시험과 수치해석을 시행하였다. 수치해석은 시험조건과 동일한 조건을 모델링하여 시행하였다. 2공을 동시 발파하는 경우에 2공 중심에서 응력크기는 1공 발파보다 2배정도로 증가되었다. 최대응력 도달시간은 디커플링장전조건이 밀장전조건보다 2배정도 지연되어서 가스압력에 의해 최대 응력이 발생하였다. 시험결과와 수치해석결과를 비교.분석한 결과 수치해석결과가 시험결과보다 약간 저평가되었지만 비교적 유사하여 수치해석으로 발파결과를 미리 예측할 수 있었다. 도로터널의 일반적인 발파패턴도에 대하여 수치해석을 시행하고 외곽공과 외곽공과 인접한 확대공 발파로 인하여 발생하는 동적 암반거동 및 암반손상을 평가하였다. 수치해석결과 확대공의 손상영역이 외곽공보다 크게 나타났다. 확대공 손상영역을 감소시키기 위하여 낮은 밀도의 화약사용, 디커플링장전, 확대공과 외곽공사이의 거리 증가 등의 방안을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.51-61
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• 2014

발파가 인근 시설물에 미치는 영향을 수치적으로 규명하기 위해서는 발파하중 시간이력을 적용한 동적 해석을 수행해야 한다. 발파하중은 실측하기 어렵기에 다양한 참고문헌에서 제시된 경험적 시간이력이 일반적으로 사용된다. 경험적 폭굉압과 시간이력은 다양한 환경변수를 고려하여 보정해야 하지만 이에 대한 가이드라인이 명확하게 제시되지 않아 해석에 어려움이 있다. 본 연구에서는 시험발파를 모사하는 2차원 동적 수치해석을 수행하여 계측기록과 상응하는 경험적 발파하중 시간이력을 도출하였다. 발파로 인한 파쇄영역은 원형으로 가정하여 모델링 하였으며 발파하중을 경계벽에 수직방향으로 재하하였다. 특히, 해석 결과에 지반의 감쇠비는 큰 영향을 미칠 수 있으므로 이를 정확하게 산정해야 한다. 시험적으로 계산된 감쇠식의 기울기는 발파하중의 크기에는 영향을 받지 않으며 하중의 주파수와 지반의 감쇠비에 의해서만 결정되므로 지반 감쇠비는 발파 감쇠식에 상응하도록 결정하였다. 해석 결과, 발파하중은 암반의 파쇄에 소요되는 에너지 손실을 고려하지 않으므로 이를 보정없이 적용할 경우 발파로 인하여 유발되는 진동을 크게 과대예측하므로 이를 감소시켜야 하는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.281-288
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• 2014

가스폭발은 해양플랜트 산업에서 발생할 수 있는 치명적인 사고 중 하나이며, 탑사이드 플랫폼은 폭발압력에 따른 구조 건전성을 확보해야만 한다. 따라서, 해양플랜트 분야에서는 이러한 폭발사고에 대비한 방폭설계에 관한 많은 연구가 수행되었지만, 여전히 추가적으로 세밀한 분석이 더 필요한 실정이다. 폭발 설계하중 계산과정에서 도출된 충격량은 CFD 해석결과로 계측된 폭발 압력 응답에서의 곡선 아래 면적의 절대 값에 의해 결정되어 진다. 하지만 가스폭발에서의 부압구간은 TNT 폭발이나 가스폭발과는 달리 상당부분 존재한다. 본 연구의 목표는 이러한 부압구간이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대해서 분석하는 것이다. 따라서 방폭설계가 필수적으로 요구되어지는 FPSO 탑사이드의 방화벽을 폭발하중에 따른 구조 응답을 분석하기 위한 대상물로 선정하였다. 폭발 하중-시간이력 데이터는 FLACS를 이용한 폭발 시뮬레이션 과정을 통해 획득하였으며, LS-DYNA는 비선형 과도 응답해석을 위해 사용되었다.