• 대한조선학회논문집
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• 제57권5호
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• pp.271-277
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• 2020

Recoverability and vulnerability of navy ships under underwater explosion are critical verification factors in the acquisition phase of navy ships. This paper aims to establish numerical analysis techniques for the underwater explosion of navy ships. Doubly Asymptotic Approach (DAA) Equation of Motion (EOM) of primary shock wave and secondary bubble pulse proposed by Geers-Hunter was introduced. Assuming a non-compressive fluid, reference solution of the DAA EOM of Geers-Hunter using Runge-Kutta method was derived for the secondary bubble pulse phase with an assumed charge conditions. Convergence analyses to determine fluid element size were performed, suggesting that the minimum fluid element size for underwater explosion analysis was 0.1 m. The spherical and cylindrical fluid domains were found to be appropriate for the underwater explosion analyses from the fluid domain shape study. Because the element size of 0.1 m was too small to be applied to the actual navy ships, a very slender beam with the square solid section was selected for the study of fluid domain existence effect. The two underwater explosion models with/without fluid domain provided very similar results in terms of the displacement and stress processes.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.260-266
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• 2010

본 연구에서는 사질토 지반에서 펄스 방전(PDT)에 의한 확공 현상을 평가하기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. 수중 폭발 모델을 기반으로 PDT적용을 통해 시추공 내부의 시멘트 페이스트에 발생하는 충격파를 모델링하였고, 이를 바탕으로 사질토 지반에 유발되는 변형을 유체-구조물 연동해석을 통해 예측하였다. 해석 결과, 수치해석을 통한 예측이 문헌에 언급된 지반 확공 정도에 대한 실험 결과와 부합하는 것으로 나타났다. 또한 펄스 방전에 의해 지반의 응력 증가 및 체적 압축 등의 지반 다짐효과를 파악할 수 있었다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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• pp.247-250
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• 2000

본 논문에서는 최근 공력소음 및 소음제어 분야의 연구 동향을 정리하고, 이에 대한 미래의 가능성을 진단해 본다. 공력소음공학은 학문적 관심과 실용적 응용성을 동시에 만족시키면서, 이러한 목적을 달성하기 위해 수치적 혹은 실험적인 여러 가지 방법들을 다양하게 채용하고 있는 학제적 (interdisciplinary) 연구 분야이다. 자동차 냉각팬 소음, 헬리콥터 소음, HRSG 소음, 고속 철도 소음, 원심 압축기 소음, 수중 추진기 소음, 전산공력음향학, 능동 소음 제어, 충격파-와동 간섭 소음 등 현재 연구되어지고 있는 문제들을 간략하게 조명하면서, 환경 과학과 인간 공학으로서의 이 분야가 지닌 미래의 무한한 잠재력을 고찰한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 Techno-Fair 및 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.190-191
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• 2007

Focused shock wave generation was tested under the water by the method of wire explosion. The wire was installed a focal point of the half ellipsoid, and the shock wave was focused on the other focal point. A numerous cavitations were observed in the path of the traveling shock wave and focal point by using high speed camera.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.221-225
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• 2012

마그네슘 합금은 경량화 재료로서 많은 주목을 받고 있으나, 스테인레스 스틸과의 접합이 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 수중충격파를 이용하여 스테인레스 스틸(SUS304)과 마그네슘 합금(AZ31)의 폭발용접을 수행하고 접합특성에 관한 분석을 수행하였다. SUS304의 두께는 0.5 mm와 1 mm를 사용하였으며, 폭약과 재료의 이격거리는 45 mm, 폭약의 설치경사는 $20^{\circ}$로 하여 실험한 결과, 두 재료의 접합면에서 중간층(resolidified interlayer)이 형성되었다. 중간층의 형성을 억제하기 위하여 폭약과 재료의 거리를 60 mm로 증가시켰으며 폭약의 경사는 $30^{\circ}$으로 변경하여 폭발용접실험을 수행하였다. 그 결과, 폭약과 재료 사이의 간격과 경사각이 증가함에 따라 중간층이 나타나지 않는 경향을 보였다. 이 중간층에 대하여 EPMA분석한 결과, 중간층은 두 금속의 재료가 혼합되어 있는 것으로 확인 되었으며, 경도는 두 금속의 평균 경도에 해당 됨이 확인 되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.521-527
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• 2016

본 논문은 효과적인 무반사 기법을 이용한 수중폭발에 따른 부유식 해상풍력발전기의 동응답 수치해석에 관한 내용이다. 수치해석을 위해 무한한 바다 영역을 유한한 영역으로 한정하고 그 경계에서 필연적인 충격파의 반사를 흡수하기 위해 PML(perfectly matched layer)이라 불리는 무반사 기법을 적용하였다. 수중폭발을 수반한 비점성 압축성 유동을 표현하는 일반화된 수송방정식은 방향별 흡수계수와 상태변수를 도입하여 3개의 PML 방정식으로 분리하였다. 풍력발전기와 해수 유동으로 구성된 유체-구조 연계문제는 오일러 기반의 유한체적법과 라그랑지 기반의 유한요소법을 연계하여 반복계산으로 해석하였다. 그리고 수중폭발에 따른 동수압은 JWL 상태방정식으로 계산하였다. 수치실험을 통해 수중폭발에 따른 동수압과 구조 동응답을 분석하였으며, PML 무반사 기법을 적용한 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 보다 정확한 해석결과를 제공함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.631-636
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• 2005

One and three dimensional whipping response analyses of a naval surface combatant subjected to an underwater explosion bubble pulse were carried out to compare the efficiency and accuracy according to the modeling methods. In 1-D analysis, program UNDEXWHIP developed by KIMM was used, which is based on the thin-walled Timoshenko's beam theory and on the modal analysis method using wetted vibratory modes of the hull girder. In 3-D analysis, three finite element models were suggested using LS-DYNA/USA code, such as 3-D beam model considering geometric shape of wetted side shell, coarse and fine 3-D F.E. models. Through the comparison of results from the 1-D and 3-D analyses, it could be confirmed that 1-D analysis result is in good agreement with 3-D analysis ones, and that fine 3-D F.E. model, shock analysis one, is also used both in the shock response and whipping response analyses for the analyst effort and time savings.

• 한국음향학회지
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• 제15권4호
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• pp.32-35
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• 1996

0.4~1.6kJ의 비교적 낮은 전기에너지를 갖는 수중 전기방전 시스템으로부터 발생하는 음파의 파형을 깊이별, 거리별로 관측하였다. 파형의 특성은 이미 보고된 에너지와 수심 의존도를 그대로 유지하고 있으나, 다른 두가지 특징적인 현상들이 관측되었다. 첫째는 내파에 의한 1차 bubble 펄스들의 피크 음압이 초기 충격파의 것보다 높게 관측되었는데, 이것은 10kJ 이상의 고에너지 방전시스템에서만 뚜렷하게 나타나던 현상이다. 둘째는 음향에너지 변환효율이 통상 5kJ에서 0.02, 1kJ에서 0.01로 저에너지대에서 그효율이 감소하는 경향을 보인다고 보고되었으나 1kJ의 부근에서는 0.01로 그 효율이 다시 일정하게 유지되고 있음이 확인되었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제11권1호
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• pp.29-35
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• 2006

A code is developed to analyze a spherically symmetric underwater explosion. The arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) Godunov scheme for two-phase flow is used to calculate numerical fluxes through moving control surfaces. For detonation gas of TNT and liquid water, the Jones-Wilkins-Lee(JWL) equation of states and the isentropic Tait relation are used respectively. It is suggested to use the Godunov variable to estimate the velocity of a material interface. The code is validated through comparisons with other results on the gas-water shock tube problem. It is shown that the code can handle generation of discontinuity and recovering of continuity in the normal velocity near the material interface during shock waves interact with the material interface. The developed code is applied to analyze a spherically symmetric underwater explosion. Repeated transmissions of shock waves are clearly captured. The calculated period and maximum radius of detonation gas bubble show good agreements with experimental and other numerical results.

• 한국음향학회지
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• 제38권4호
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• pp.459-466
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• 2019

투명한 PMMA (Poly methyl methacrylate) 기판 위에 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)와 PDMS (Poly dimethylsiloxane)를 코팅한 복합체에 레이저 펄스를 조사하면 열탄성효과에 의해 수중에 강한 초음파가 발생한다. 본 논문에서는 그 초음파 발생과 관련한 열음향 이론을 정립하고, 가우시안 파형을 갖는 레이저 펄스를 두께가 $20{\mu}m$인 CNT/PDMS 복합체에 조사했을 때 어떤 파형의 초음파가 발생하는지를 시뮬레이션을 통해 파악하였다. 그 결과로부터 CNT/PDMS 복합체에서는 충격 초음파가 발생하며, 그 파의 형상은 복합체의 각종 물성 값이 ${\pm}20%$ 변하여도 크게 변하지 않는 것을 확인하였다. 그러나 정(+), 부(-)의 피크 값은 열팽창계수가 증가하거나 밀도, 열용량, 음속이 감소하면 증가하며, 열전도도에 대해서는 민감하게 변하지 않음을 알았다. 나아가, 직접 제작한 CNT/PDMS 복합체에서 방사되는 초음파의 측정 결과와 시뮬레이션 결과의 비교로부터 그 물성 값을 추정할 수 있었다.