• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.1-14
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• 1998

Underwater explosion properties for TNT, an ideal explosive, and DXD-04, a nonideal explosive, were numerically modeled with a one-dimensional Lagrangian hydrodynamic code. The equation of state parameters for detonation products for TNT and DXD-04 were obtained from the BKW code, assuming complete reaction. Burn of TNT was modeled by using the Chapman-Jouguet(CJ) volume burn technique, a programmed-burn technique, assuming instantaneous detonation reaction. Burn of DXD-04 was modeled by using the same technique and by using the reaction rate calibrated from two-dimensional steady-state detonation experiments. The calculations for TNT reproduced the experimental peak pressure of the shock wave propagating through water with an error of $3.0\%$ and the experimental oscillation period of the bubble formed of detonation products with an error of $2.3\%$. For DXD-04, the CJ volume burn technique could not reproduce the experimental observations. When the reaction rate calibrated from two-dimensional steady-state detonation experimental data, the calculated peak pressure was slightly higher by $7.3\%$ than the experimental data, but the calculated shock profile was in good agreement. The bubble period was reproduced with an error of $1.8\%$. These results demonstrated that underwater explosion properties for an ideal explosive can be predicted by using a programmed burn technique, and that, however, those for a nonideal explosive can be predicted only when a well-calibrated reaction rate is used.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1346-1353
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• 2009

In this study, a numerical study was carried out to simulate the expansion of ground borehole by pulse discharge technology using finite element analysis. Considering the mortar in the borehole as an acoustic medium and the surrounding soil as an elasto-plastic material, the strong shock wave developed by the pulse discharge was modeled using the underwater explosion model. The ground expansion was simulated based on a coupled acoustic-structural analysis with varying properties of mortar and soil, and the behavior between acoustic-structural interface.

• 한국가시화정보학회지
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• 제18권3호
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• pp.35-41
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• 2020

We conduct numerical simulations of the interaction of a deformable structure with two-phase compressible flow. The finite volume method (FVM) is used to simulate fluid phenomena including a shock wave, a gas bubble, and the deformation of free surface. The deformation of a floating structure is computed with the finite element method (FEM). The compressible two-phase volume of fluid (VOF) method is used for the generation and development of a cavitation bubble, and the immersed boundary method (IBM) is used to impose the effect of the structure on the fluid domain. The result of the simulation shows the generation of a shock wave, and the expansion of the bubble. Also, the deformation of the structure due to the hydrodynamic loading by the explosion is identified.

• Coupled systems mechanics
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• 제7권3호
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• pp.333-351
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• 2018

In the present paper, the behavior of the Karaj double curvature arch dam is studied focusing on the effects of structural nonlinearity on the responses of the dam body when an underwater explosion occurred in the reservoir medium. The explosive sources are located at different distances from the dam and the effects of the cavitation and the initial shock wave of the explosion are considered. Different amount of TNT are considered. Two different linear and nonlinear behavior are assumed in the analysis and the dam body is assumed with and without contraction joints. Radial, tangential and vertical displacements of the dam crest are obtained. Moreover, maximum and minimum principal stress distributions are plotted. Based on the results, the dam body responses are sensitive to the insertion of joints and constitutive model considered for the dam body.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.118-131
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• 1995

수중폭발을 받게 되는 해군 함정이나 충격하중을 받게 되는 초고속선의 구조에 대한 내충격 파손해석을 거시해석(global or macro analysis)과 미시해석(fine or micro analysis)의 두 단계로 나누어 수행하였다. 거시해석은 이중근사기법(DAA : Doubly Asymptotic Approximation)을 이용하였다. 심한 충격하중을 받는 구조는 주로 세 가지 파괴모드를 나타내는데 이는 충격후기에 주로 나타나는 동소성좌굴(Dynamic plastic buckling)에 기인하는 소성대변형과 충격초기에 주로 나타나는 인장 파괴(Tensile tearing failure)와 횡전단파괴(Transverse shear failure)가 있다. 본 논문의 미시해석에서는 잠수구조의 종보강재에 충격압력이 가해진 경우에 대하여 응력파(stress wave)의 파급과 이 응력파와 균열과의 상호작용에 의한 동적응력강도계수 $K_I(t)$의 계산함으로써 인장 파괴모드(Tensile tearing failure mode)해석을 수행하였다. 특히, 동적응력강도계수 $K_I(t)$의 계산에 있어서 실험적 방법으로 널리 사용되는 shadow optical method of caustic로부터 개발된 numerical caustic method를 사용하였다. 본 논문의 충격파손해석 수치 예로서 해석모델을 완전잠수주상체로 잡고 거시해석을 수행한 후 이로부터 구한 충격압력을 입력자료로 하여 종보강재에 대하여 미시해석을 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권1호
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• pp.69-76
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• 2012

본 논문은 폭약의 폭발현상을 이용한 폭발용접, 폭발성형과 충격분말고화기술의 기본적 원리와 실험방법, 실험결과에 대하여 기술한다. 타이타늄(Ti)과 스테인레스 강(Stainless steel, SUS 304) 판재의 폭발용접 실험결과, 두 재료 접촉면의 단면에서는 연속적인 젯(jet)모양의 파형이 관찰되었고, 두 금속판재의 설치 경사각도가 $15{\sim}20^{\circ}$ 이고 접착속도가 2,100~2,800 m/s인 경우에 최적의 접합조건을 보였다. 알루미늄(Al) 판재를 이용한 폭발성형 실험과 전형적인 가압성형 실험 결과를 비교분석하여, 폭발성형의 경우가 큰 곡률변형을 보여 가공성이 우수한 것으로 확인되었다. 끝으로 금속과 세라믹의 혼합분말($Fe_{11.2}La_2O_3Co_{0.7}Si_{1.1}$)에 대한 충격고화 실험법을 제안하고 실험을 수행한 결과, 고화체의 표면과 내부에 균열이 확인되지 않았으며 세라믹입자와 금속입자들의 강한 미세조직 결합이 형성되었다. 또한 충격분말고화실험에서 발생되는 폭약의 폭발에 의한 폭굉파와 수중 충격파의 전파 및 간섭현상을 분석하기 위하여 LS-Dyna 3D를 이용한 동적해석을 수행하였다. 그 결과, 물용기 내 벽면에서 반사된 수중충격파가 중앙부에서 중첩되어 폭약의 폭발압력보다 높은 20 GPa의 수중 충격압을 보여, 물용기 내부형상의 중요성을 입증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.921-925
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• 2007

본 논문은 체외 충격파 파쇄 장치를 사용하여 결석을 파쇄할 때 방사되는 소리에 관계된 정보를 분석한 것이다. 먼저, 방사음으로부터 대상물의 진동을 관찰하고, 대상물의 진동과 방사음 간의 관계를 통하여 피크주파수의 변화에 관한 정보를 추출하였다. 다음에는, 초점의 위치에 따른 피크주파수의 변화를 관찰하여 초점의 바로 위나 아래 부분보다 정확한 초점에서 대상물을 진동시키기가 더욱 어렵다는 사실을 입증하였다. 마지막으로, 캐비테이션과 방사음과의 관계를 분석하여 대상물의 파쇄에 더 유리한 위치를 조사하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권3호
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• pp.305-314
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• 2021

In order to reduce enormous cost of real-scale underwater explosion experiments on ships, the mechanical response of the ships have been analyzed by combining scaled-down experiments and Hopkinson's scaling law. However, the Hopkinson's scaling law is applicable only if all variables vary in an identical ratio; for example, thickness of ship, size of explosive, and distance between the explosive and the ship should vary with same ratio. Unfortunately, it is infeasible to meet such uniform scaling requirement because of environmental conditions and limitations in manufacturing scaled model systems. For the facile application of the scaling analysis, we propose a generalized scaling law that is applicable for non-uniform scaling cases in which different parts of the experiments are scaled in different ratios compared to the real-scale experiments. In order to establish such a generalized scaling law, we conducted a parametric study based on numerical simulations, and validated it with experiments and simulations. This study confirms that the initial peak value of response variables in a real-scale experiment can be predicted even when we perform a scaled experiment composed of different scaling ratios for each experimental variable.

• 수산해양기술연구
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• 제21권1호
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• pp.12-18
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• 1985

고압변압기의 1차측을 제어하고 2차측에 유도된 전압을 이용한 수중방전음원의 전기음향학적 제특성을 분석.검사한 결과는 다음과 같다. 1. 방전시 2차측 전류는 초기에는 Ohm 법칙을 따르다가 전류가 최고 6.3A 흘러 절연 파괴되었으며, 그 순간 방전음이 생성되었다. 2. 전류인가점과 방전음 생성문의 시간차는 약 3ms였으며, 전압이 최고일 때 절연파괴가 일어나 방전음이 생성되었다. 3. 전극의 끝이 뾰족할수록 2차측 전압이 높을수록 음압수준은 높았다. 4. 뾰족한 형태의 전극은 전극간격이 100cm일 때도 방전이 일어났으며 전극간격이 1cm이상부터 비교적 안정된 방전음이 생성되었다. 5. 방전음의 펄스폭은 약 0.15ms인 Shock Wave였으며, 10HKz 이하의 합성저주파 성분이었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.100-105
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• 2014

해중철도 부근에서 테러나 사고에 의해 수중폭발이 발생하였을 경우, 함체에 치명적인 손상을 가할 수 있으므로, 충분한 강도를 확보해야 한다. 본 연구에서는 설계 목적으로 해중철도 인근에서 수중폭발이 발생한 경우, 경험에 기초한 공식을 이용하여 충격압을 추정하고, 충격압에 의한 해중철도의 응답을 해석할 수 있는 간이 해석 방법을 제안하였다. 해중철도 함체를 탄성 지지된 보로 이상화하고, 초기 최대 충격압이 작용하는 보에 대해 정적 유한요소해석을 실시한 후, 동하중 계수와 조합함으로 최대 변위 및 굽힘 모멘트를 계산한다. 간이해석 결과는 상용 유한요소해석 소프트웨어를 이용한, 시간에 따른 과도응답해석 결과와 비교하여 양호한 일치를 보임을 확인하였다.