• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.50-53
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• 2022

To investigate the validity of the finite element analysis program to assess structural integrity of a spent nuclear fuel transport cask subjected to extreme impact loads, structural integrity of the cask for the case of an aircraft engine collision is evaluated using three FE analysis programs: Autodyn, Speed and ABAQUS explicit version. As a result of all analyses, it is confirmed that no penetration occurred in the cask wall. Even though the different programs are used, it is identified that there are insignificant differences in the FE analysis variables such as von Mises effective stress and equivalent plastic strain among the programs.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권8호
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• pp.953-960
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• 2013

본 논문의 목적은 수직 또는 경사각에 대한 분절형 관통자의 관통특성을 규명하는 것이다. 분절형 관통자의 기하형상비(L/D)는 각 1.0, 0.5, 0.25 이다. 적용된 충격속도와 경사각도는 각 1.5, 2.0, 2.5 km/s 그리고 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ 이다. AUTODYN-3D code 가 분절형 관통자의 관통성능을 연구하기 위해 사용되었다. 결과는 강판에 대한 분절형 관통자의 관통성능이 해당 연속적 관통자보다 분명하게 높은 특성을 나타냈다. 2.0 km/s 의 충격 속도와 L/D 가 1 일 때, 분절형 관통자의 뛰어난 관통성능을 관찰 할 수 있다. 이 경우 분절형 관통자의 관통성능은 해당 연속적인 관통자보다 7 % 높았다. 이러한 경향은 표적체와 발사체 사이의 상호작용 때문이다. 상호작용의 정도는 표적체와 발사체의 상대속도와 입사각도, 분절형 관통자의 개수에 의존하고 있다. 따라서, 분절형 관통자의 관통 성능은 충격속도의 증가, 관통자의 개수 및 관통길이를 통해서 높일 수 있음이 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5A호
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• pp.369-378
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• 2011

본 논문은 RC(Reinforced Concrete), SC(Steel-Plate Concrete) 격납구조에 대한 대형 민항기 충돌에 관한 응답해석을 Hydrocode인 Autodyn-3D를 통해 수행하였다. 이전에 연구된 대부분의 항공기 충돌 해석에서의 충격 하중은 국부적인 부분(동체면적의 약 2배)에 대해 Riera의 충격하중함수를 적용하는 방법을 이용하여왔다. 하지만, 본 논문에서는 실제 Boeing 767과 유사한 모델을 구현하여 대상 구조체에 직접 충돌 시켜 나타나는 현상을 비교 분석 하였으며, 항공기 모델은 강성벽(Rigid Target)에 대해 항공기를 충돌 시켰을 시 발생되는 충돌하중이력곡선과, Riera 함수를 이용한 충돌하중이력곡선과의 비교를 통하여 검증하였다. 항공기 충돌 시, SC 격납구조에 대한 충돌저항능력 및 응답, 안전성 효과를 평가 하기 위해 무근 콘크리트(Plain Concrete:PC), 철근 콘크리트(Reinforced Concrete:RC), 철근 콘크리트와 완전 부착된 내부 Liner Plate(CLP:Containment Liner Plate), 그리고 SC 격납구조에 대한 해석을 수행하였다. 따라서 항공기 충돌과 같은 비정상충격하중이 RC구조와 SC구조에 가해질 경우에 대한 거동 예측이 가능하며, 보수적인 안전성이 요구되는 RC 원전 격납건물에 SC구조를 적용하면 상대적인 안전성 증대 효과를 기대 할 수 있을 것으로 보여진다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.521-530
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• 2011

항공기 기체와의 체결부위가 많은 연료탱크는 체계연관성이 큰 대표적인 핵심 구성품 중의 하나로 다루어져 왔다. 회전익항공기에 광범위하게 적용되고 있는 내충격성 연료탱크는 항공기 추락 시 탑승자의 생존성 향상에 크게 기여하고 있다. 미육군에서는 항공기 추락 후 화재에 의한 인명손실을 원천적으로 방지하기 위해 군용 회전익기 역사의 초기 단계부터 연료탱크 고유의 내충격성에 관련된 군사규격을 제정하여 적용해 왔다. V-22 등의 잘 알려진 사례에 따르면 미군사규격(MIL-DTL-27422D)에서 요구하고 있는 연료탱크 충돌충격시험을 원활하게 통과하지 못하는 경우, 해당 연료탱크가 장착되는 항공기 자체의 개발일정에 심각한 지장을 초래한다. 연료탱크 충돌충격시험은 시편자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되므로, 설계 초기단계부터 충돌충격시험에 대한 일련의 수치적 모사(numerical simulation)를 통해 실물에 의한 시행착오의 가능성을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치적 모사를 수행하였으며, 그 결과로 구해진 등가응력 및 내부압력 평가를 통해 회전익항공기용 연료탱크의 내충격 성능을 고려한 설계방향을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1A호
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• pp.25-33
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• 2011

본 논문에서는 폭발에 의한 폭풍파 및 파편 충돌하중을 받는 강판보강 콘크리트 패널의 충돌손상거동 수치해석이 수행된다. 폭발로 인해 발생되는 순간 동역학적인 충돌손상 메커니즘은 매우 복잡하며, 이에 대한 실험적 연구 또한 막대한 비용과 시설이 요구되기 때문에 explicit 유한요소해석 프로그램인 AUTODYN을 이용하여 수치적 연구가 수행된다. 그러나, 단일의 수치해석기법을 적용하여 폭풍파 및 파편의 충돌에 의한 손상거동을 명확히 모사하기에는 한계가 있다. 따라서 수치해석의 정확성 및 효율성을 높이기 위해 Euler-Lagrange, SPH(smoothed particle hydrodynamics)-Lagrange 기법을 커플링하는 복합적 수치해석(multi-solver coupling) 기법이 제안된다. 제안된 해석기법과 2차원 축대칭 모델을 적용하여 강판보강 유무에 따른 콘크리트 패널의 충돌손상거동 해석이 수행된다. 수치해석 결과 무보강 콘크리트 패널의 경우, 파편 충돌에 의해 파쇄 및 관통이 발생되었고 강판보강 콘크리트 패널의 경우 강도 및 강성의 증가로 인해 관통이 발생되지 않았고 최대처짐 및 파편억제효과가 나타났다. 해석결과는 기존의 실험결과와 비교하여 잘 일치되었고 제안된 복합적 수치해석 기법은 충돌손상에 대한 보강성능을 평가하는데 효과적으로 적용가능하다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권6호
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• pp.761-768
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• 2013

새로운 탄두 기술은 탄도 미사일 적재로부터 높은 파괴성능을 얻기 위해 설계 및 개발 되어왔다. 주로 발사체 또는 관통자를 포함하는 중앙 탄두 코어의 설계와 관련된 많은 연구가 있다. 분명히, 소형 폭탄 또는 자탄 적재 유형 구성은 많은 충격을 요구하기 때문에 하나의 발사체로부터 살상에 매우 취약하다. 이러한 요구사항을 바탕으로 최적의 직격요격체 구성은 모든 자탄을 직격할 수 있는 최소 질량과 상대 속도를 가져야 한다. 관통자 형상과 크기의 설계는 직접적으로 탄두의 공간과 중량에 관련되어 있다. 관통자의 형상, 크기, L/D, 재료 그리고 폭발팩의 구간 내부에 삽입되는 방식은 성공적인 관통자 설계 완성에 중요하다. AUTODYN-3D code 가 관통자의 관통특성을 연구하기 위해 사용되었다. 수치해석의 목적은 초기속도, 관통자의 L/D 및 형상과 같은 다양한 초기 조건 아래 초고속 충격에 의해 생성되는 관통자의 관통특성을 확인하는 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.51-56
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• 2012

회전익 항공기에 광범위하게 적용되고 있는 내충격성 연료셀은 항공기 추락 시 탑승자의 생존성 향상에 크게 기여하고 있다. 미육군에서는 항공기 추락 후 화재에 의한 인명손실을 원천적으로 방지하기 위해 군용 회전익기 역사의 초기 단계부터 연료셀 고유의 내충격성에 관련된 군사규격을 제정하여 적용해 왔다. 국외 전문제작 업체들은 장기간의 경험에 의존하여 연료셀을 개발하고 있으며, 충돌충격시험에 따른 시행착오의 결과를 설계 및 제작과정에 재반영하고 있다. 이러한 연료셀 충돌충격시험은 시편자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되므로, 설계 초기단계부터 충돌충격시험에 대한 일련의 수치적 모사를 통해 실물에 의한 시행착오의 가능성을 최소화해야 한다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 Autodyn으로 연료셀 충돌충격시험에 대한 다수의 수치해석을 수행, 등가응력 분석을 통해 적절한 설계변수를 선정하였다. 또한 인공신경망과 모의풀림 방법을 연동시켜 연료셀 형상을 내충격성능 측면에서 최적화하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.1-7
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• 2017

일반적으로 구조물에 폭발, 충돌, 지진과 바람 등과 같이 짧은 시간에 큰 하중이 작용하게 되면 구조물은 국부적으로 재료의 대변형(large deformation), 대회전(large rotation), 대변형률(large strain)등이 발생하게 된다. 이와 같은 현상을 해석하려면 전산연속체 역학에 기초하여 유체-구조물 상호작용 등을 고려할 수 있는 하이드로코드(Hydrocode)의 도움이 필요하다. 또한, 폭발로 인해 발생되는 순간 동역학적인 폭발 메커니즘은 매우 복잡하기 때문에 폭발실험을 병행하여 거동을 예측하는 것이 합리적인 방법이지만 막대한 비용과 시설이 요구되므로 한계가 있는 것도 사실이다. 따라서 본 논문에서는 하이드로코드인 AUTODYN을 사용하여 폭발해석한 결과를 기수행된 철근콘크리트 슬래브의 폭발실험 결과와 비교하여 폭발해석 방법의 타당성을 검토하였고, 동일한 폭발해석 모형에 대하여 철근 배근간격, 피복두께의 변화 및 수직철근 유무에 따른 폭발 손상도를 비교검토하였다. 검토한 결과, 철근의 배근간격에 대한 철근콘크리트 슬래브 두께의 비가 커질수록, 지름이 큰 철근보다 지름이 작은 철근을 많이 사용할수록, 마지막으로 수직철근을 배근할수록 콘크리트 구조물의 내폭성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.11-17
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• 2021

30mm 대공포는 비호, 비호복합, 차륜형대공포로 다양한 형태의 무기체계로 개발되어 방공 기능의 주요 대공무기로 그 역할을 수행하고 있다. 대공무기는 비행체의 공격으로부터 영공을 방어하는 임무를 수행한다. 특히 공격작전 시 대공무기는 기계화부대와 혼합 편성된다. 그리고 대공무기는 전쟁터의 최전방에서 이동하기 때문에 적에게 공격 받기 쉽다. 적군은 자기의 생존성 보장율을 높이기 위하여 최대한 엄폐나 은폐하면서 아군을 공격할 것으로 예상된다. 따라서 본 연구는 아군의 30mm 대공탄이 엄폐하고 있는 적군을 제압할 수 있는지를 분석하였다. 이 연구는 M&S 기법을 사용하여 30mm 대공탄의 성능을 분석하였다. 본 연구는 실험을 위하여, 실사격과 M&S에 의한 모의 방법을 이용하였다. 본 연구는 실사격 실험을 위하여 강판과 합판을 사용하였다. 또한 M&S를 통한 모의실험 과정에서 본 연구가 30mm 대공무기의 탄도와 관통·파편능력을 분석하기 위하여 PRODAS모델, AUTODYN모델, Split-x모델을 활용하였다. 실험결과에 의하면 30mm 대공탄으로 적의 장갑차량을 파괴할 수 있는 것이 증명되었다. 30mm 대공무기는 일반건물이나 숲속에 은폐한 적을 신속하게 제압하는데 성공하였다. 이로써 사전에 아군의 피해를 최소화할 수 있다.