• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.1-8
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• 2024

본 논문에서는 확률론적 처리기법을 적용하여 플랜트 시설물의 폭발 재현주기에 따른 폭발 위험도를 분석하였다. HSE에서 제공하는 누출 데이터, DNV에서 제시한 플랜트당 연간 누출 빈도, 다양한 연구진이 제시한 점화 확률을 고려하여 누출량에 따른 폭발 재현주기를 산정하였다. 산정된 폭발 재현주기를 통해 폭발 위험도를 증기운의 부피 및 반경, 폭발하중에 대하여 평가하였다. 재현주기에 따른 증기운의 반경과 과거 실제 증기운 폭발 사례, 내폭설계 가이드라인을 비교 분석하여 설계폭발하중 모델을 위한 기준거리를 제시하였다. 멀티에너지법을 통하여 폭발 재현주기에 따른 폭발하중의 범위를 분석하였으며, 설계폭발하중 모델의 기준이 되는 재현주기를 제안하였다. 본 연구의 결과로 플랜트 시설물에 대한 성능기반 내폭설계의 간략한 표준안으로 활용이 가능하다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.277-281
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• 2010

본 연구에서는 사료분진의 폭발 특성을 연구하여 분진에 의한 폭발사고 위험을 감소시키고 방지대책에 필요한 기초자료를 제공하기 위해 Hartman1)식 분진폭발장치를 사용하여 다양한 사료를 실험하였다. 실험결과로 사료농도가 폭발확률에 미치는 영향은 농도가 높을수록, 사료분진의 입경이 작을수록 폭발확률이 커지고 분진농도가 증가할수록 폭발압력이 증가하였으나 일정농도를 넘어서면 오히려 폭발압력이 감소하는 경향을 보였으며 불활성물질을 첨가할 경우에는 10%이상 첨가할 경우에 폭발억제 효과를 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.257-263
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• 2008

시멘트제조 공정에 사용하는 유연탄 분진의 폭발특성을 조사하기 위하여 시료의 열적특성과 폭발 실험을 수행하였다. 열적특성은 열중량 분석기(TGA)와 시차주사 열량계(DSC)을 이용하여 온도에 따른 무게 감량과 발열량을 측정하였다. 또 입도별 발화온도와 비표면적을 합께 조사하였다. 하트만식 폭발실험 장치를 직접 제작하여 분진의 농도를 변화시켜가며 분진폭발 실험을 수행하였다. TGA, DSC 및 발화온도 분석결과 실험범위의 입도에 따른 열적 특성은 큰 변화가 없었지만, 비표면적은 입도가 작을수록 큰 것을 확인하였다. 폭발실험에서 폭발확률은 입도가 감소하고 농도가 증가할수록 증가하는 경향이 있었으며, 입도별 최저 폭발하한계 농도를 함께 구하였다. 시멘트 제조공정에 표준적으로 사용하는170/200mesh에서 최저 하한계 농도는 $0.3mg/cm^3$이었으며 $0.9mg/cm^3$이상에서는 100% 확률로 폭발이 발생하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권4호
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• pp.1-8
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• 2023

2020년 8월 4일에 베이루트항 저장 창고에 저장되었던 2750 ton의 질산암모늄이 폭발하였다. 이 폭발은 지금까지의 질산암모늄 폭발 중 가장 규모가 큰 것으로 알려졌다. TNT 등가법을 적용하여 2750 ton의 질산암모늄의 폭발 에너지에 상응하는 TNT 등가량을 구한 결과 856 ton으로 나타났다. Kingery-Bulmash 폭발 특성 계산기 툴을 활용하여 폭원으로부터 3600 m 까지의 범위에서 과압과 충격량을 산정하였다. 폭원으로부터 멀어짐에 따라 과압과 충격량은 지수적으로 감소하지만 과압이 더 크게 감소하여 과압이 충격량보다 거리에 따른 영향을 더 크게 받는 것으로 나타났다. 과압과 충격량이 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위해서 구조물의 손상 기준을 적용한 결과 구조물의 부분적 붕괴, 심각한 손상, 가벼운 손상이 발생하는 임계거리는 폭원으로부터 각기 약 500, 800, 2200 m로 나타났다. 구조물과 인체의 손상 확률을 평가하기 위해서 프로빗 함수를 적용하였다. 구조물의 붕괴, 구조물의 심각한 손상, 구조물의 가벼운 손상, 창유리의 파손 가능성이 50% 이상이 되는 지점은 각기 약 500, 810, 2200, 3200 m가 되는 것으로 나타났다. 폭원으로부터 200 m 이내 지점에 있는 사람의 경우 폐 손상으로 인해 사망할 확률이 99% 이상인 것으로, 고막 파열이 발생할 확률이 50%인 지점은 약 300 m인 것으로 나타났다. 전신 이동에 따른 두개골 파열과 전신 충격에 의해 사망할 확률이 100%인 지점은 각기 300, 100 m인 것으로 평가되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.205-216
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• 2024

최근 원자력 지진 PSA(Probabilistic Safety Assessment)를 토대로 산업시설물의 지진 PSA를 수행하는 연구가 진행되었다. 해당 연구는 원자력 발전소와 산업시설물의 차이를 파악하고, 최종적으로 운영정지를 목표로 하는 고장수목(Fault Tree)를 구축한 후 시각적 확률도구인 베이지안 네트워크(Bayesian Network, BN)으로 변환하였다. 본 연구는 선행연구를 기반으로 지진으로 유발된 구조손상으로 인해 발생 가능한 화재･폭발에 대해 PSA를 수행하고자 하였다. 이를 위해 화재･폭발을 사건수목(Event Tree)으로 표현하고, BN으로 변환하였다. 변환된 BN은 화재･폭발 모듈로서 선행연구에서 제시된 고장수목 기반 BN과 연계되어 최종적으로 지진 유발 화재･폭발 PSA를 수행할 수 있는 BN 기반 방법론이 개발되었다. 개발된 BN을 검증하기위해 수치예제로서 가상의 가스플랜트 Plot Plan을 생성하였고, 가스플랜트의 설비 종류가 구체적으로 반영된 대규모 BN을 구축하였다. 해당 BN을 이용하여 지진 규모에 따른 전체시스템의 운영정지 확률 및 하위시스템들의 고장확률 산정과 더불어 역으로 전체시스템이 운영 정지되었을 때 하위시스템들의 영향도 분석과 화재･폭발 가능성을 산정하여 다양한 의사결정을 수행할 수 있음을 제시함으로써 그 우수성을 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권4호
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• pp.10-16
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• 2019

충격파나 압력파가 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 과압, 양의 압력 지속시간, 충격량에 대한 정보가 필요하다. 본 연구에서는 증기운 폭발 해석에 효과적인 다중에너지법을 적용하여 과압 및 양의 압력 지속 시간을 결정하였다. 영국 Nypro 화학회사에서 발생한 싸이클로헥산 증기운 폭발 사고에서 추정된 총 폭발열을 기반으로 폭발원으로부터 40, 80, 120, 160, 200, 240, 280, 320, 360(m) 이격된 지점에서의 과압, 양의 압력 지속시간을 평가하였다. 거리에 따라 과압은 지수적으로 감소하는 것으로 나타났고, 양의 압력 지속시간은 거의 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 상기의 각 거리에서 구한 과압 및 충격량을 이용하여 각 거리에서의 구조물의 손상 확률을 평가하기 위해서 프로빗 함수를 사용하였다. 손상 확률을 평가한 결과 120m 이내 지점에서는 붕괴의 가능성이 크고, 240m 이내에서는 심각한 구조물의 손상이, 구조물의 가벼운 손상과 유리창 파손은 전 범위에 걸쳐서 발생하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.52-65
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• 2021

본 연구에서는 멕시코시티 외곽에 있는 프로판 저장기지인 PEMIX 터미널에서 발생한 프로판 누출에 따른 증기운 폭발을 분석하였다. 누출된 4750 kg의 프로판에 대한 TNT 등가량은 9398 kg으로 평가되었다. 폭원으로부터 40~400 (m) 떨어진 지점에서의 최대과압, 양의 압력 지속시간, 충격량과 같은 폭발변수를 TNT 등가법과 다중에너지법을 적용하여 구하였다. 폭발 변수들을 이용하여 구한 프로빗 함수를 적용하여 폐 손상, 고막 파열, 머리 충격, 전신 전위 충격으로 인한 손상 확률을 평가하였다. 고려한 모든 거리에서 다중에너지법을 이용하여 구한 최대과압이 TNT 등가법을 적용하여 구한 최대과압보다 큰 것으로 나타났으나, 200 m 이후 지점부터는 큰 차이가 없는 것으로 평가되었다. 다중에너지법에 의해 구해진 최대과압을 적용하여 구조물 손상 범위를 평가한 결과 폭원으로부터 100 m 이내에 있는 구조물의 경우 완전히 붕괴될 것으로 예측되고, 400 m 떨어진 구조물의 유리창도 거의 파손될 것으로 추정되었다. 폐 손상에 의한 사망 확률은 충격파 진행방향으로 위치하고 있는 인체의 자세에 따라 달라지는 것으로 나타났으며, 인체 주변에 반사면이 있는 경우 사망 확률이 가장 큰 것으로 평가되었다. 충격파가 폐 손상, 고막 파열, 머리 충격, 전신 전위 충격에 미치는 영향을 평가한 결과 전신 전위 충격 < 폐 손상 < 고막파열 < 머리 충격 순으로 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국안전학회지
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• 제25권3호
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• pp.53-60
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• 2010

액화석유가스 자동차는 대도시의 대기환경 개선을 위해 적용되고 있으며 대기 오염물질을 저감시키는데 효과적인 것으로 입증되고 있다. 이와 더불어 환경 친화적인 에너지원으로서 가스의 수요가 날로 급증하고 있으며, LPG 충전소도 해마다 증가추세이다. 따라서 본 논문에서는 충전소에서 증기운폭발에 의한 화염의 영향으로 인간에게 미치는 영향을 알아보고자 한다. 이를 위하여 API에서 규정한 피해예측을 통하여 평가를 실시하였다. 폭발장소에서의 화염에 의해 미치는 영향 거리를 산출하여 거리별 복사열의 크기를 알게 되면 그 지점에서의 피해는 간단하게 예측할 수 있다. 또한 폭발장소 주변에 위치한 인간에게 미치는 영향을 PROBIT 모델에 적용하여 사고피해예측을 평가하였다. 프로빗 분석에 의하면 화염에서 30m 이격된 곳은 1도 화상에 의한 손상확률이 100%, 2도 화상에 의한 손상확률은 99.2%, 화재로 인한 사망확률은 93.4%로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.1253-1258
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• 2013

2010년 천안함 침몰로 인해 수중 폭발체의 위험성이 전시 뿐만 아니라 평시에도 대단히 중요하게 다뤄져야 하며, 그에 따른 방어대책이 필수적으로 필요함을 인지하게 되었다. 다양한 수중무기폭발 체계 중 대표적인 비닉(庇匿) 무기체계인 기뢰를 중심으로 탐지수단, 탐지방법, 위험 제거 방안 등에 대해 연구하며, 특히 탐지를 위한 대표적인 센서인 자력계 등의 데이터를 참조하여 발화확률 모사 시스템을 모델링하고, 아 해군 보유 함형에 따른 수심별 해석을 통해 발화확률 등을 시뮬레이션 하여 효과적인 탐지, 위협제거 및 궁극적인 대기뢰전 전술 등을 연구/제안한다.

• 한국음향학회지
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• 제20권4호
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• pp.94-100
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• 2001

수중 폭발성 음원(SUS: Signals underwater sound)을 이용한 천해 저주파 잔향음 실험을 97년 제주 해역에서 실시하였다. 고유음선 정보에 경계면 반사손실을 보정하여 유효 고유음선을 구하였다. 이것을 기준으로 측정된 신호를 시간영역에서 잡음, 반사, 산란 영역으로 구분하고 각 영역에 대해서 스펙트럼 분석을 실시하였으며 각 영역이 갖는 확률적 특성을 분석하였다. 실험해역은 안정된 해저 형태를 갖는 천해였으므로 산란 신호는 일정한 크기를 갖고 지속적으로 수신되었다. 스펙트럼 분석을 통하여 각 영역별 분포하는 주파수 대역을 확인하였다. 또한 구분된 각 영역에 대해 확률 특성을 분석한 결과 주파수영역의 실수부와 허수부는 각각 정규 분포를 보였으며 그것의 진폭(envelope)은 레일리 분포를 나타냈다. 또한 산란신호의 위상은 유니폼 분포 특성을 나타내어 잔향음의 확률 분포 특성을 잘 반영하고 있었다.