에너지 물질이 포함된 장치의 폭발 해석을 위한 다중물질 해석 방법

Numerical Method Aimed at Multi-material Simulation of the Energetic Device

다양한 고에너지 물질이 포함된 폭발 장치를 정확하게 해석하기 위해서는 고에너지 물질의 다양한 연소 현상과 주변을 둘러싸고 있는 고체물질에 대한 대변형 현상을 정확하게 모사하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 본 연구에서는 다중물질 각각의 경계면을 level set 함수를 이용하여 정확하게 표현하였으며, 경계면은 ghost fluid 기법을 사용하여 나타내었다. 각각의 물질에 대하여 대변형에 적합한 구성방정식을 사용하였으며, 지배방정식을 고차의 수치해석 기법을 사용하여 해석하였다. 다양한 폭발장치 중 실험적인 데이터를 이용하여 검증이 가능한 rate stick 문제를 해석하였으며, 실험과 유사한 결과를 획득하였다.

We present an innovative method of multi-physics application involving energetic materials. We use an Eulerian methodology to address these problems. We have devised a new level set based tracking framework that can elegantly handle large gradients typically found in energetic response of high explosive and metals. Proper constitutive relations are employed to model the transient phases of gas, lliquid, and solid in the high strain rate regime. We use the confined and unconfined rate stick results to validate against the experimental data.