• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.715-722
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• 2014

본 논문에서는 철근콘크리트 코어 구조물의 내부폭발 효과를 폭발이나 충격해석에 특화되어 있는 하이드로코드인 Ansys Autodyn을 이용하여 조사하였다. 내부폭발의 경우 폭발하중의 반사효과로 인해 더욱 큰 파괴를 일으킬 수 있다. 그러므로, 본 논문에서는 UFC 3-340-02 를 사용하여 내부 폭발현상을 입증하였다. 추가적으로 Autodyn을 사용한 해석에 관하여 UFC에서 예제로 제시하는 폭발하중의 반사에 관한 실험 결과를 비교하여 Autodyn이 내부폭발 효과를 해석하는데 적합함을 증명하였다. 나아가, 초고층빌딩에서 가장 중요한 부분 중의 하나의 코어 구조의 붕괴메커니즘을 Autodyn을 사용하여 해석하였다. 내부폭발이 코어에 충격을 가할 때, 코어는 모서리와 폭발 정면 부분이 대부분 피해를 입었다. 그러므로, 코어 벽체가 피해를 입게 된다면 코어 구조물의 연쇄붕괴가 발생할 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제27권1호
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• pp.101-109
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• 2018

실험과 유한요소코드를 이용한 수치해석은 폭발 하중에 의한 구조거동을 이해하는 유용한 방법이다. 그러나 내부폭발에 의한 철근콘크리트 구조물 거동에 대한 유한요소해석 결과와 실험적 검증에 대한 자료는 극히 드물다. 이 논문에서는 내부폭발에 의한 철근콘크리트 구조물 거동을 수치해석과 실험적으로 연구하였다. 방 하나짜리 축소형 콘크리트 내력벽 건물 중심에서 TNT가 기폭되는 상황을 고려하였다. 내부 폭풍압 분포와 철근콘크리트 벽 거동 분석은 유한요소 해석 코드인 ANSYS AUTODYN을 사용하였다. 수치해석과 실험을 비교한 결과 방 내부 세 곳에서 측정한 폭풍압과 두 벽 중심의 변위, 네 벽의 파손형태가 유사하게 나타났다. 또한 내부폭발 시 구조부재 거동에 대한 수치해석의 타당성과 정당성을 구조적 피해평가 측면에서 논의한 결과, 해석과 실험에서 같은 파손으로 평가되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.26-36
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• 2020

지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.

• 대한조선학회지
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• 제51권3호
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• pp.19-26
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• 2014

• 화약ㆍ발파
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• 제35권4호
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• pp.19-26
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• 2017

트라우즐 연주시험은 폭발물의 영향을 측정하기 위한 방법 중 하나이다. 일정크기 연주기둥 중앙의 발파공 내부에서 폭발에 의한 용적 확대량을 측정하여 폭발력을 측정하는데 이용된다. 본 연구에서는 발파공 내부 폭약주변의 채움재에 따른 폭발영향을 비교분석하기 위하여 트라우즐 연주시험 및 AUTODYN 수치해석을 하였다. 사용폭약은 일반 에멀젼 폭약을 적용하였고, 디커플링 조건과 모래, 물, 젤라틴의 충전재를 선정하였다. 시험 및 수치해석 결과 연주블록 발파공의 확대 정도는 물과 젤라틴이 유사하였고, 모래, 디커플링 조건 순으로 확대치를 나타냈다. 또한 연주기둥 외곽에서 측정한 동적 변형률 및 수치해석 전달압력의 경우 시험결과와 상응하였고, 같은 양상을 확인할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제26권1호
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• pp.27-33
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• 2022

가스 취급 및 저장시설의 확충과 더불어 폭발의 규모가 다양해짐에 따라 사고를 대비한 방폭 설비 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 방폭 인증시험 대상 설비 중 하나인 가스차단문은 폭풍파나 내부 화재로 인한 팽창압력을 차단하는 동시에 내부의 인원과 장비를 보호하는 역할을 한다. 현재 사용되는 가스차단문은 방폭성능 인증시험 대상 설비임에도 방폭 설계 관련 규정이 명확히 제시되지 않고 있으며 해당 설비의 폭발압력저항성능평가에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 미국재료시험협회(ASTM)에서 제시하는 가스차단문 규격에 관한 규정(ASTM F-1069-87, F-1068-90)을 참고하여 가스차단문을 3D 형상으로 모델링하고 ANSYS Explicit Dynamics 해석을 통해 기준 대비 가스차단문의 영구적 변형량을 비교하였다. 또한, 방폭 설비 관련 연구에서 사용되고 있는 회전연성도·변위연성도 계산을 통한 방폭성능 평가 방법을 함께 고려하여 가스차단문의 수치해석적 폭발압력저항 성능평가를 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.451-457
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• 2017

본 연구에서는 폭발하중을 받는 슬래브-기둥 접합부의 거동을 해석적으로 분석하였다. 슬래브-기둥의 거동을 분석하기 위해 유한요소해석프로그램 LS-DYNA를 사용하여 폭발해석을 수행하였다. 대상 접합부의 형태는 일반적인 내부기둥형태의 슬래브-기둥 접합부와 기둥주위에 드롭패널(drop panel)을 보강한 접합부로 설정하였다. 또한, 슬래브에 의한 기둥의 구속도에 따라 내부기둥, 외부기둥 그리고 모서리기둥 시험체를 모델링하여 비교분석이 수행되었다. 해석결과는 접합부의 파괴형상, 단위부재의 거동 등을 포함하고 있다. 해석결과 드롭패널을 보강한 경우 슬래브-기둥 접합부의 거동이 향상되는 것을 확인하였으며 슬래브에 의한 기둥의 구속도가 감소할수록 거동이 저하되는 것을 확인하였다.

• 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.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.67-74
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• 2016

폭발볼트는 고폭약를 사용하는 분리장치의 하나로서 폭발볼트의 내부에서 형성되는 폭압 및 충격파에 의해 분리된다. 이러한 메커니즘을 갖는 폭발볼트는 분리시 생성되는 충격파 및 파편형성 최소화되도록 설계되어야 할 것이다. 본 연구에서는 폭발볼트 및 볼트를 구속하는 구속물과의 거리(Air gap)을 변수로 두어 분리시험을 수행하였다. 이때 Air gap 따른 분리유무 및 분리 형상을 확인 하였고, 가속도 센서를 이용하여 구속물의 전달되는 Pyro-shock를 측정하였다. 또한 ANSYS Autodyn 프로그램을 이용하여 폭발볼트의 분리거동을 해석하였다. 실험 및 해석으로부터 폭발볼트와 구속물 사이의 Air gap 크기에 따른 폭발볼트의 분리거동에 미치는 영향을 확인하였고 특정 볼트에 한해서 최적의 폭발볼트의 구속환경을 설정하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권4호
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• pp.1-14
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• 2022

화약류 간이저장소에 대한 현재의 규정이 적정한지를 검토할 목적으로 내부 폭발이 표준적인 저장소의 구조적 안정성에 미치는 영향을 FEM 해석과 현장 실험을 통해 분석하였다. 연구 결과, 에멀젼 계열 폭약 15 kg에 대한 기존 저장소 구조물의 방폭 성능이 충분하지 않은 것으로 나타났다. 따라서 여기에 대한 하나의 대안으로서 폭약을 분할하는 방법을 상정하고 순폭실험을 수행하였다. 실험을 수행한 결과, 폭약을 분할하는 방법이 예상대로 잘 작동하는 것을 확인하였으며, 시험 결과에 근거하여 적정한 분할 폭약량도 결정하였다. 또한, 저장소 구조물 상부를 개방하는 방법을 시험한 결과, 폭발압력이 신속하게 배출되어 구조물 손상이 크게 저감되는 것을 확인하였다. 이러한 구조물 형태는 화약류 간이저장소에 대한 새로운 설계기준으로 사용될 수 있을 것이다.