• Defense and Technology
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• no.5 s.291
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• pp.30-41
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• 2003

최근 컴퓨터기술의 발전과 더불어 등장한 컴퓨터모델링기법을 이용하여 현재는 존재하지 않으나 합성에 의해 만들어낼수 있는 새로운 분자들을 예측할 수 있게되었다. 이러한 기술을 에너지물질의 설계에 적용하려는 시도가 1890년대부터 시작되어, 새로운 고밀도 고에너지물질 분자들이 이론적으로 존재 가능하다는 연구결과가 속속 보고되고 있다. 에너지물질 분자들의 주요 구성원소는 C, H, N, O 등인데, 이들 원자들로부터 에너지효율을 극대화하기 위하여 선진국을 위시한 세계 여러 나라의 이론화학자들이 양자역학 이론에 바탕을 둔 ab initio 계산이 주가 되는 분자모델링 기법을 이용하여 새로운 분자들의 존재가능성을 예측하려는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 새로운 고에너지 물질을 찾으려는 노력의 일환으로 순수한 질소 원자들로만 이루어진 분자들, 일명 질소클러스터(Nitrogen Clusters)에 대한 연구가 진행되고 있는데, N4에서 N60까지 다양한 개수의 질소원자로 이루어진 질소크러스터의 존재가능성이 이론적으로 확인되고 있고, $N5^+$가 최근 합성되는 등 이들 새로운 초 고에너지의 분자들의 출현이 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.16 no.5
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• pp.47-57
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• 2012

A modified ignition and growth(I&G) model which is necessary to simulate the combustion phenomena of energetic materials and an analytical model determining the unknown parameters of the reaction rate equation are proposed. The modified I&G model sustains important physical implications with overcoming some problems of previous rate equations. This rate model consists of ignition term which represents the formation of the hotspot due to void collapse and growth term which means the shock to detonation transition phenomena. Also, the theoretical model is used to investigate the combustion characteristics of certain energetic materials before running Hydrocode by pre-determination of unknown parameter, $b,\;G,\;x,\;I$. The analytical model provides efficient and highly accurate results rather than previous method which simulated the unconfined-rate-stick via the numerical means.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.331-341
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• 2012

A modified Ignition and Growth(I&G) model which is necessary to simulate the combustion phenomena of energetic materials and an analytical model determining the unknown parameters of the reaction rate equation are proposed. The modified I&G model sustains important physical implications with overcoming some problems of previous rate equations. This rate model consist of Ignition term which represent the formation of the hotspot due to void collapse and Growth term which means the shock to detonation transition phenomena. Also, the theoretical model is used to investigate the combustion characteristics of certain energetic materials before running Hydrocode by pre-determination of unknown parameter, b, G, x, I. The analytical model provides efficient and highly accurate results rather than previous method which simulated the unconfined-rate-stick via the numerical means.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.547-553
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• 2017

Thermal analysis of three energetic materials used in pyroelectric device was performed using Differential Scanning Calorimetry (DSC). The theoretical method for extracting the reaction rate equation of energetic materials using DSC experimental data is proposed and the reaction rate extraction is performed. The results of the DSC were analyzed by the conversion method such as Friedman. Activation energy and frequency factor according to mass fraction were extracted to complete the reaction rate equation. The extracted reaction rate equation has a form that represents the entire chemical reaction process, not the assumption that the chemical reaction process of the high energy material is a main step in several stages. It has considerable advantages in terms of theoretical and accuracy as compared with the chemical reaction rate form extracted through conventional thermal analysis experiments. Using the derived reaction rate equation, we predicted the performance change of three energetic materials operating on actual storage condition over 20 years.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.147-150
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• 2015

Polynitrogen Compounds (PNC)는 질소만으로 이루어진 물질을 칭하며, 주로 질소간의 단일 결합과 이중결합으로 이루어져 있다. 질소 간 단일결합에너지 38.4kcal/mole에 비해 유난히 큰 229kcal/mole의 삼중결합 에너지 덕택에 PNC는 고에너지 물질로 큰 각광을 받고 있다. PNC는 합성과정이 큰 흡열반응으로 실험이 까다로워 이론적인 연구가 많이 진행되어왔다. 그 중에서 고리형태의 $N_5{^-}$가 안정할 것으로 예측되며, 실험적으로도 발견되었다. $N_5{^-}$를 안정화시키기 위해 많은 연구가 진행되었으며 그 중 하나가 금속과의 결합을 통한 화합물의 안정화이다. 본 연구에서는 $N_5{^-}$와 Cyclopentadienyl($C_5H_5{^-}$)이 전자구조나 기하학적 구조가 매우 유사함에 착안하여 이미 상대적으로 많은 합성이 보고되어 있는 $M(C_5H_5)_3$, $M(C_5H_5)_4$의 전이금속 M구조에 대하여 아직 발견되지 않은 $M(N_5)_3$, $M(N_5)_4$ 화합물의 구조와 열역학적 안정성을 알아보도록 한다. 본 연구에서 찾아진 $Zr(C_5H_5)_4$은 현재까지 실험적으로 보고된 $M(C_7H_7)(C_5H_5)$ 클러스터 구조에 비해 질소함유량이 약 67% 더 높다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.60-63
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• 2008

Phase change in combustion of energetic materials happens inevitably. The product gas generated by combustion is at extreme temperature and pressure state. The interaction between a gas and metal generates high strain rate deformation and complex wave phenomena. In order to perform combustion simulation containing phase changes, we develop an elegant model for phase change and provide a proof of performance via vapor explosion example.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.72-75
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• 2007

레이저를 steel 표면에 조사하면, steel은 레이저의 복사 에너지를 홉수하여 급격히 가열되어 온도가 증가한다. 이때 steel에서는 phase explosion이 발생하고 shock wave와 플라즈마가 생성된다. 본 연구에서는 이 steel의 후면에 고폭화약을 접해 놓고 레이저 가열에 의한 화약의 점화 현상을 살펴보았다. 이를 위해 heat diffusion equation과 chemical heat release를 사용하였고, 고에너지 물질의 열분해 반응을 위해 3 step global kinetics를 사용하였다. 또한, 계산된 결과는 실험 결과와의 비교를 통해 검증 되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.283-287
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• 2008

The heat released during the external frictional motion is a factor responsible for initiating energetic materials under all types of mechanical stimuli including impact, drop, or penetration. We model the friction-induced ignition of HMX, RDX and AP/HTPB propellant using the BAM friction apparatus and one-dimensional time-to-explosion apparatus whose results are used to validate the friction ignition mechanism and the deflagration kinetics of energetic materials, respectively. The ignition times for each energetic sample due to friction are presented.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.193-196
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• 2002

국내 대기오염물질 배출에 대한 규제는 단계적으로 강화되고 있으며, 2005년 이후에는 한층 강화된 배출허용기준치가 적용될 예정이다. 오염물질 배출시설을 보유한 각 산업체에서는 이러한 정부의 대기오염물질 규제 방안에 대처하기 위해 고효율의 오염물질 처리설비를 도입하여야 하며, 이에 따른 비용부담도 증가할 것이다. 따라서 저비용 고효율 오염물질 처리설비의 개발은 현재 대기오염물질제어 연구개발에 있어서 가장 중요한 핵심사항이다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.11a
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• pp.274-278
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• 2011

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.