• 화약ㆍ발파
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• 제34권4호
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• pp.28-34
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• 2016

화약류, 인화성 액체와 가스 또는 먼지 등의 폭발에 의해 유발된 폭발효과를 평가하는데 경험적모델, 현상학적모델 및 전산유체역학모델이 사용된다. 경험적모델의 한 종류인 TNT등가법은 사용이 매우 단순하기 때문에 현재까지도 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 TNT 폭발 실험으로부터 얻어진 최대과압-환산거리 곡선과 환산충격량-환산거리 곡선을 피팅하여 새로운 회귀식을 유도하였다. 폭발성 물질의 TNT 등가질량만 알면 본 연구에서 유도한 회귀식을 이용하여 거리에 따른 최대과압과 충격량을 평가하는 것이 가능하다. TNT등가법의 한 성분인 수율계수의 크기를 달리하여 최대과압을 구한 결과 압력의 증가가 급격히 나타나는 폭원으로부터 근접한 거리에서는 수율계수에 따라 최대과압의 차가 크게 발생하는 반면에 거리가 증가함에 따라 그 차이는 감소하는 것으로 나타났다.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제19권2호
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• pp.415-423
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• 2018

최근, 컴퓨터 분야의 기계 학습(Machine Learning)과 딥러닝(Deep Learning) 등 컴퓨터 관련 학습이 각광을 받고 있다. 이들은 인공 신경망(Artificial Neural Network)을 이용하여 가장 하위 레벨로부터 학습을 시작하여, 최상위 레벨까지 그 결과를 전달하여 최종 결과를 산출하는 방식이다. 하위레벨로부터의 체계적인 학습을 통한 효과적인 성장 및 교육 방안에 대한 연구는 다양한 분야에서 이루어지고 있으나, 체계적인 규칙과 방법에 기반한 모델은 찾아보기가 힘들다. 이에, 본 논문에서는 성장 및 융합 모델인, TNT 모델(Transitive Nested Triangle Model)을 처음으로 제안한다. 제안하는 모델은 기하학적인 형태를 통해 형성된 각 기능들이 유기적 계층 관계를 형성하여, 상위로 성장 및 융합하면서, 그 결과가 반복 사용되는 순환적 재귀 모델이다. 즉, '수평적 형제 병합에 이은 상위로의 융합(Horizontal Sibling Merges and Upward Convergence)'의 분석적 방법이다. 이러한 모델은 공학, 디지털공학, 인문학, 예술학 등에 모두 적용될 수 있는 기본기적 이론으로, 본 연구에서는 제안하는 TNT 모델을 설명하는 것에 그 초점을 둔다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.44-53
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• 2022

본 연구에서는 증기운 폭발 시 발생하는 폭풍파의 과압을 결정하는데 사용되는 폭발 예측 모델인 TNT등가법, 다중에너지법, Baker-Strehlow-Tang(BST)법의 적용성을 평가하였다. 원룸 주택과 상가가 밀집한 지역 내에 설치된 2000 kg 용량의 프로판 저장 용기에서 누출된 프로판이 증기운 폭발을 일으키는 것을 가정하였다. TNT등 가법을 적용하여 계산한 2000 kg의 프로판과 등가인 TNT의 질량은 4061 kg인 것으로 나타났다. TNT등가법, 다중에너지법, BST법으로 구한 거리에 따른 과압의 변화 양상에 따르면 폭원으로부터 100 m 이내 지점에서는 과압의 감소가 급격하고, 대체적으로 TNT등가법과 BST법으로 구한 과압의 크기가 유사한 것으로 나타났다. 실제 증기운 폭발 사례에서 관찰된 과압과 TNT등가법, 다중에너지법, BST법을 적용하여 구한 과압을 비교한 결과 BST법이 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 각 폭발 예측 모델로 구한 거리에 따른 과압을 구조물 손상 기준과 비교한 결과 폭원으로부터 90 m 이내에 위치하는 구조물은 반파 이상의 피해를 볼 것으로 평가되었고, 600 m 이격된 구조물도 유리창이 파손되는 피해가 있을 것으로 예측되었다.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권1호
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• pp.97-108
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• 1999

금속 철(Fe$^{0}$ )에 의한 TNT의 환원실험을 회분식 반응조를 사용하여 환원 상태에서 연구하였다. 실험 결과, 환원에 의한 TNT의 농도감소는 유사 1차 반응으로 나타났고 반응상수는 반응조에 첨가한 철의 표면적에 선형적으로 비례하였으며, 교반 속도 60 rpm에서의 반응상수는 0.0981$min^{-1}$m$^{-2}$ L로 측정되었다. Triaminotoluene로 추정되는 최종산물이 용액내에 축적되었다. 철 표면에 흡착된 물질을 용출하기 위하여 acetonitrile혹은 물(인산염 완충액, pH=7.0)로 추출을 시도하였으나 용출되는 물질은 극히 미량이었다. 또한, 용액 내에서 생물학적 분해에서의 주요 중간산물인 aminodinitrotoluenes은 검출되지 않았다. 그러므로, 철에 의한 TNT의 환원시 니트로기의 환원이 순차적으로 발생하여 아미노기를 형성하지 않고, 3개의 니트로기에 대하여 동시에 발생하는 것으로 사료된다. 이에 TNT의 환원 모델을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.1-8
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• 2021

플랜트 증기운 폭발은 TNT 폭발물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며 압력파 양상과 비슷하다. 대표적인 유형의 폭압 산정법은 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법이 있다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 본 연구는 세 가지 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭압을 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 폭발 사례에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 해석과 비선형 동적 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교분석하였다. 구조물의 피해 정도는 TNT 등가량 환산법보다는 멀티에너지법에 의한 폭압을 사용한 경우가 실제 상황에 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한, 멀티에너지법의 폭발강도계수를 7 또는 8로 가정할 경우 증기운 폭발의 폭압 모델을 비교적 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.163-171
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• 2017

최근 폐 탄약의 회수를 통한 고에너지 물질의 재활용 및 재사용에 대한 연구가 선진국을 중심으로 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 재활용 기술응용의 일환으로, 폐 탄약 처리 중 나오는 TNT와 RDX 혼합물을 모사이동층(SMB) 공정을 통해 효율적으로 분리하는 실험과 이에 대한 동적 모사를 수행하였다. SMB 공정의 운전 영역을 설정하기 위하여 혼합용액의 유속변화에 따른 각 물질의 체류시간을 HPLC로 측정하였으며, 모멘트 모델을 이용하여 흡착 컬럼에서 각 물질의 흡착평형을 분석하였다. 흡착 평형과 SMB 운전 삼각법을 통하여 4개의 운전 영역을 결정하였다. 결정된 운전 영역에서 아세토나이트릴과 물이 6:4와 1:1로 구성된 2가지 용매에 대해 SMB 공정을 이용한 분리 실험을 수행하였다. SMB 공정의 운전 조건 변화에 따른 순도, 회수율, 생산성, 용매소비량 등의 4가지 성능 지수를 평가하였다. 또한 SMB 공정에 대한 수학적 모델을 통하여 공정의 동적 모사를 수행하여 실험의 결과와 비교하였다. SMB 공정을 통해 100% 순도의 TNT와 RDX를 얻을 수 있었으며, 동적 모사 결과는 실험 결과와 잘 일치하여 공정 동적 거동 예측과 공정 설계에 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.50-57
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• 2000

가연성 증기 또는 가스 누출로 인해 발생하는 증기운 폭발은 엄청난 과압을 생성시켜 사고 영향이 매우 크기 때문에 공정 중에 잠재하고 있는 사고의 위험요소를 발굴하여 제거하여야 한다. 이를 위해서는 사고 결과 영향평가가 선행되어야 한다. 이러한 평가를 수행하기 위해서는 신뢰할만한 예측 도구(Tool)가 필요하다(13). 현재 여러 가지 사고결과 피해예측 모델이 제시되어 활용되고 있는 바 이러한 예측 모델(TNT-Equivalency, TNO Hemispherical, TNO Multi-Energy, CFD)이 어느 정도 타당성이 있는지에 대한 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 증기운 폭발 위험성 정량화를 위해 사용된 각 모델을 비교 검토하여 여러 가지 모델의 가정 및 정확성을 알아보고 가장 타당성 있는 모델을 선정 하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.331-340
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• 2021

본 논문은 비예측 극한하중인 폭발하중에 노출된 RC building 구조물의 폭발손상평가를 위한 수치해석적 연구이다. 수치해석의 효율성 및 정확성을 높이기 위해, 폭발하중에 대한 정의, 유체-구조 연성을 위한 Euler-Lagrange 커플링 기법 적용, 그리고 고변형률 속도가 고려된 콘크리트 및 강재 재료구성모델이 제안된다. 특히 효율적인 폭발하중 정의를 위해, Euler-FCT 기법을 통하여 TNT 질량에 따른 시간별 압력하중 데이터가 확보되고, 이는 RC building 구조물 총 7 지점의 폭발위치에 적용되며, ANSYS-AUTODYN 솔버에 연결되어 수치 시뮬레이션이 수행된다. 해석결과, TNT 질량 및 폭발 위치에 따라 손상 차이가 발생하였으며, 먼저 TNT 질량 20 kg 일 경우 3 곳의 폭발손상 지점에서 주부재 중 슬래브에서만 중간 및 가벼운 손상이 발생되었고, TNT 질량 100 kg 일 경우 5 곳의 폭발손상 지점 중 3 곳은 슬래브 및 보 부재에서 중간 손상이 발생되었으며, 2 곳은 슬래브에서 심각한 손상이 발생되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.404-407
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• 2010

본 논문에서는 비선형 동적 해석 프로그램인 AUTODYN을 이용해 기둥의 단면 형상의 변화에 따른 폭발 하중의 영향을 분석하였다. 먼저 폭발하중 산정의 타당성을 확인하기 위해 AUTODYN을 이용한 예제해석을 수행하였으며, 폭발하중에 의한 영향을 가장 효율적으로 확인할 수 있는 인자인 압력을 비교하였다. 이를 토대로 기둥 형상에 따른 폭발 저항 성능을 평가하기 위해 같은 단면적과 높이를 갖는 정사각형과 원형 기둥을 모델링 한 후 TNT의 양에 따른 폭발전후의 부피를 비교하였다. 해석결과를 비교해보면 정사각형기둥이 원형기둥보다 폭발에 대한 손상정도는 더 크지만 기둥이 절단되지 않도록 하는 저항성능이 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 비록 철근의 영향을 고려하지 않았지만, 이와 같은 결과를 통해 TNT의 양에 따른 기본적인 폭발거동과 대테러 설계를 위한 기둥 단면 선택시 기초적인 자료로 활용가능 할 것으로 사료된다.