• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.20-28
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• 2005

미국, 유럽 등의 대형 화학회사들은 효율적인 위험관리를 위해 단계적 위험성평가 전략을 채택하고 있다. HAZOP이나 정량적위험성평가와 같은 상세한 평가를 수행하기 위한 사전단계로서 위험선별(risk screening)기법을 도입하였다. 본 연구에서는 Khan과 Abbasi가 제안한 위험선별방법인 화재폭발손실지수 법(Fire & Explosion Damage Index, FEDI)을 국내의 BTX플랜트에 적용시켜 보았다. 적용결과를 정량적위험성평가의 결과와 비교해 본 결과, 화재폭발손실지수법이 위험잠재성을 파악하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 화재폭발손실지수 법에 대한 민감도분석을 수행함으로써 화재 및 폭발에 영향을 미치는 가장 큰 인자는 설비내 물질의 특성과 양(quantity)임을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 하여 HAZOP의 사전단계로서 화재폭발손실지수 법을 적용한다면 보다 효율적인 위험성 평가가 가능할 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제7권4호
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• pp.24-29
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• 2003

실내에서 가스 폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며, 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도 별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\epsilon$ 모델에서 난류 에너지를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며, 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권1호
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• pp.1-18
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• 2010

The analysis of structure response and design of buried structures subjected to dynamic destructive loads have been receiving increasing interest due to recent severe damage caused by strong earthquakes and terrorist attacks. For a comprehensive design of buried structures subjected to blast loads to be conducted, the whole system behaviour including simulation of the explosion, propagation of shock waves through the soil medium, the interaction of the soil with the buried structure and the structure response needs to be simulated in a single model. Such a model will enable more realistic simulation of the fundamental physical behaviour. This paper presents a complete model simulating the whole system using the finite element package ABAQUS/Explicit. The Arbitrary Lagrange Euler Coupling formulation is used to model the explosive charge and the soil region near the explosion to eliminate the distortion of the mesh under high deformation, while the conventional finite element method is used to model the rest of the system. The elasto-plastic Drucker-Prager Cap model is used to model the soil behaviour. The explosion process is simulated using the Jones-Wilkens-Lee equation of state. The Concrete Damage Plasticity model is used to simulate the behaviour of concrete with the reinforcement considered as an elasto-plastic material. The contact interface between soil and structure is simulated using the general Mohr-Coulomb friction concept, which allows for sliding, separation and rebound between the buried structure surface and the surrounding soil. The behaviour of the whole system is evaluated using a numerical example which shows that the proposed model is capable of producing a realistic simulation of the physical system behaviour in a smooth numerical process.

• 한국가스학회지
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• 제26권4호
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• pp.36-40
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• 2022

최근 산업계에서 가장 큰 화두는 산업안전보건관리에 대한 영역이다. 도시가스는 인화성 가스로 화재 및 폭발의 위험이 크기 때문에 중대 산업 및 시민 재해를 예방하기 위해 많은 노력이 요구된다. 본 연구에서는 도시가스 안전관리의 일환으로 Consequence Analysis를 통해 도시가스 누출에 의한 폭발사고 발생 시 피해 범위 및 정도를 정량적으로 예측하고자 하였다. 그 결과 압력, 기상상황 등 다양한 누출조건에 따라 분석결과 값에 차이를 보였다. 본 연구를 통해 도시가스 안전관리업무 수행 시 도시가스 누출에 의한 사고의 시나리오를 마련하여 보다 효과적인 사고예방과 비상조치계획을 마련하는데 활용할 예정이다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.41-48
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• 2010

본 논문에서는 폭발하중으로 발생하는 폭풍파의 충격하중과 폭풍파로 초래된 파편의 충돌하중을 동시에 받는 철근 콘크리트 벽체 구조물의 비선형 충돌 손상거동 해석이 수행된다. 이를 위해 먼저 가상 폭발사고 시나리오로부터 철근 콘크리트 구조물에 충격과 충돌 하중이 복합적으로 작용하는 경우를 선정한다. 폭발하중으로 인한 구조물의 저항성능을 확보하기 방안으로는 복합신소재를 보강하는 경우가 고려되고, 복합신소재를 보강하지 않은 철근 콘크리트 벽체 구조물과 보강성능을 비교하여 제시한다. 또한, 막대한 시설과 비용 투자가 요구되는 폭발실험과 근접한 해석을 도출하기 위하여 실제 충격과 충돌 현상을 정확하게 묘사한 구성방정식과 상태방정식을 포함시킨 정교한 해석을 수행한다. 폭발하중과 같은 순간적인 동적 문제를 해석하기 위하여 외연적 고속충돌 해석 프로그램인 AUTODYN-3D을 활용하여 두 가지 대상구조물에 대한 수치 모의실험을 수행하고 복합신소재로 보강된 철근 콘크리트 벽체 구조물의 보강성능을 입증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.573-582
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• 2021

본 연구에서는 고폭탄과 같은 고위험 탄약에 대한 신뢰성 시험을 수행하는 기관에서 갖추어야 할 방호벽에 대해 유효 방호력을 평가하였다. 고폭탄이 인원에게 줄 수 있는 영향은 폭발압력에 의한 고막, 폐의 손상 등과 폭발과 동시에 발생한 파편에 의해 받을 수 있는 관통상이 있다. 따라서 COMP B가 충전되어있는 고폭탄을 기준으로, 피해 정도를 산정하기 위한 폭발방호 이론과 수치적 계산과 시뮬레이션을 통한 방호력 검증을 수행하였다. 수치적 계산 결과 시나리오로 설정된 방호벽과 폭발원점의 거리(7 m)에서 고폭탄 폭발 시 방호벽에 미치는 최대 폭발압력은 77.74 kPa이었으며, 50 mm 두께의 방호벽에 대한 파편의 관통력은 41.34 mm로 계산되었다. AUTODYN을 활용한 시뮬레이션 검증에서는 방호벽과 인원에게 영향을 주는 최대 폭발압력은 각각 58.68 kPa과 18.175 kPa이었으며, 파편의 관통력은 35.56 mm였다. 이 수치는 인간의 피해 한계보다 낮은 수치로 방호벽의 방호력은 유효할 것으로 판단되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권4호
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• pp.277-283
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• 2019

In evaluating explosion-protection capacity, safety distance is broadly accepted as the distance at which detonation of a given explosive causes acceptable structural damage. Safety distance can be calculated based on structural response under blast loading and damage criteria. For the applicability of the safety distance, the minimum required stand-off distance should be given when the explosive size is assumed. However, because of the nature of structures, structural details and material characteristics differ, which requires sensitivity analysis of the safety distance. This study examines the safety-distance sensitivity from structural and material property variations. For the safety-distance calculation, a blast analysis module based on the Kingery and Bulmash formula, a structural response module based on a Single Degree of Freedom model, and damage criteria based on a support rotation angle were prepared. Sensitivity analysis was conducted for the Reinforced Concrete one-way slab with different thicknesses, reinforcement ratios, reinforcement yield strengths, and concrete compressive strengths. It was shown that slab thickness has the most significant influence on both inertial force and flexure resistance, but the compressive strength of the concrete is not relevant.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권3호
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• pp.289-300
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• 2020

Estimating the damage induced by an explosion around a blast hole has always been a challenging issue in geotechnical engineering. It is difficult to determine an exact dimension for damage zone since many parameters are involved in the formation of failures, and there are some uncertainties lying in these parameters. Thus, the present study adopted a probabilistic approach towards this problem. First, a reliability model of the problem was established and the failure probability of induced damage was calculated. Then, the corresponding exceedance risk curve was developed indicating the relation between the failure probability and the cracked zone radius. The obtained risk curve indicated that the failure probability drops dramatically by increasing the cracked zone radius so that the probability of exceedance for any crack length greater than 4.5 m is less than 5%. Moreover, the effect of each parameter involved in the probability of failure, including blast hole radius, explosive density, detonation velocity, and tensile strength of the rock, was evaluated by using a sensitivity analysis. Finally, the impact of the decoupling ratio on the reduction of failures was investigated and the location of its maximum influence was demonstrated around the blast point.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.415-427
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• 2024

Explosion experiments were conducted using a rectangular concrete structure filled with hydrogen-air mixture (29.0%). In addition, the effect of ignition location on explosion was investigated. The impact on overpressure and flame was increased with the increasing distance of the ignition source from the vent. Importantly, depending on the ignition location the incident pressure was up to 24.4 times higher, while the reflected pressure was 8.7 times higher. Additionally, a maximum external overpressure of 30.01 kPa was measured at a distance of 2.4 m from the vent, predicting damage to humans at the injury level (1% fatality probability). Whereas, no significant damage would occur at a distance of 7.4 m or more from the vent.

• 한국가스학회지
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• 제16권4호
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• pp.32-37
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• 2012

본 연구에서는 폭발사고가 반복되고 있는 마그네슘합금(Mg-Al alloy) 분진의 동종재해 예방대책을 위한 안전자료로 활용하기 위하여 폭발특성을 실험적으로 조사하고 화염전파속도를 추정하였다. 화염전파속도는 폭발과 압력 강도에 영향을 주지만 분진폭발에서는 화염의 확산에 따른 피해예측에도 중요한 자료로 활용될 수 있다. 실험은 마그네슘합금(평균입경 151~161 ${\mu}m$)의 성분비에 따른 폭발특성을 조사하였으며, 밀폐공간의 분진폭발에서 화염전파속도를 계산하기 위하여 분진의 연소시간과 화염면의 도달시간을 고려하고 폭발압력으로부터 추정하는 방법을 사용하였다. 그 결과, Mg-Al(60:40 wt%), Mg-Al(50:50 wt%), Mg-Al(40:60 wt%)의 최대화염전파속도는 각각 15.5, 18, 15.2 m/s가 얻어졌으며 성분비율에 따라 최대화염속도는 변화하는 경향을 나타냈다.