Abstract
A mathematical model, GUNBLAST, of blast waves emitted from a gun muzzle is established, and structural response analyses for the blast load are performed. The blast wave can be divided into two kinds of waves, free field and reflected blast waves. In this research, the free field blast wave model is established by the use of a scaling approach, and the reflected blast wave is calculated by using the oblique shock theory and computational fluid dynamic calculation. GUNBLAST is applied to two kinds of structural models. To investigate the effect of the muzzle distance from a structural surface, the blast waves on a plate for various muzzle distances are compared to uniform loads. Moreover, the transient response analysis of an aircraft wing model with a 12.7mm gun is carried out by using MSC/NASTRAN. From the results, it can be shown that the blast wave can cause broad random vibration and high frequency damage to equipments mounted in the aircraft.
총구로부터 방출되는 폭발파에 대한 수학적 모델(GUNBLAST)을 수립하였으며, 폭발 하중에 대한 구조 응답 해석을 수행하였다. 폭발파는 자유영역 폭발파와 반사 폭발파로 구분되어질 수 있다. 본 연구에서는 스케일 기법을 이용하여 자유영역 폭발파 모델을 수립하였으며, 경사 충격파 이론과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics) 계산을 통하여 반사 충격파를 계산하였다. GUNBLAST는 두 가지의 구조 모델에 적용되었으며 구조 표면으로부터의 총구거리 변화에 따른 폭발파 특성을 파악하기 위하여 평판에 대한 적용을 통하여 균일하중조건과의 비교를 수행하였다. 또한 MSC/NASTRAN을 이용하여 12.7mm 기총을 장착한 비행기 날개 모델의 과도 응답 해석을 수행하였다. 결과적으로 이러한 폭발파는 랜덤진동과 항공기에 탑재된 장비에 고주파의 손상을 일으킬 수 있음을 확인하였다.
