Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.60
no.1
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pp.10-19
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2023
Blast Hardened Bulkhead (BHB) is an important measure that can increase the ship's survivability as well as protect the lives of the crew by mitigating the damage extent caused by an internal explosion in the ship. In particular, both the pressure and the shock impulse should be considered when designing the BHB against reflected shock waves having a high pressure with a short duration. This study proposes a design method for BHB that considers both the pressure and the shock impulse generated during the internal explosion. In addition, analysis and design concepts for accident loads such as explosion, fire, and collision of NORSOK and DNVGL, one of the international design guidelines for the curtain plate type blast hardened bulkhead type applied by the Korean Navy, are utilized. If this method is applied, it is expected that it can be used as a design concept for the pressure as well as the shock impulse of the explosion load of the curtain plate.
Improving the blast resistance of structural establishments has become an imperative engineering commitment to prevent property damage and fatalities in terrorist incidents. This study investigates the effects of blast mass and stand-off distance on CFRP skin concrete core sandwich bunkers of varying thicknesses using ABAQUS/Explicit software with CONWEP functionality. The considered parameters include TNT masses of 1, 10, and 25 kg and stand-off distances of 0.1, 1, 2, and 2.5 meters on structures with 200, 250, and 500 mm core thicknesses. The study finds that there exists a declining response corresponding to the blasting mass reduction coupled with increases in the stand-off distance and core thickness. The 500 mm thick bunker sustains less damage compared to those with 200 mm and 250 mm core thicknesses. The sandwich configuration remains structurally advantageous vs. those without skins. The sandwich bunker with a 500 mm thick concrete core gives the best performance against the 10 kg TNT blast load with a 1 m standoff distance exhibiting a 22.8% reduction in damage vs. that without skins. Mathematical expressions are then formulated for predicting maximum von Mises stress, principal stress, and displacement of sandwich bunkers as functions of TNT masses, stand-off distances, and core thicknesses.
Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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2008.05a
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pp.9-13
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2008
The moving load such as a shock wave in a pipe propagates with a specific velocity. This internal load speed determines the level of flexural wave excitation and the possibility of resonant response leading to a large deformation. In this paper, we present particular solutions of displacements and the resonance conditions when the moving load is propagating in a pipe. These analytical results are compared to numerical simulations obtained using a hydrocode. We expect to identify potential explosion hazards in the general power industries.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.27
no.4
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pp.281-288
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2014
As a gas explosion is the most fatal accident in shipbuilding and offshore plant industries, all safety critical elements on the topside of offshore platforms should retain their integrity against blast pressure. Even though many efforts have been devoted to develop blast-resistant design methods in the offshore engineering field, there still remain several issues needed to be carefully investigated. From a procedure for calculation of explosion design pressure, impulse of a design pressure model having completely positive side only is determined by the absolute area of each obtained transient pressure response through the CFD analysis. The negative pressure phase in a general gas explosion, however, is often quite considerable unlike gaseous detonation or TNT explosion. The main objective of this study is to thoroughly examine the effect of the negative pressure phase on structural behavior. A blast wall for specific FPSO topside is selected to analyze structural response under the blast pressure. Because the blast wall is considered an essential structure for blast-resistant design. Pressure time history data were obtained by explosion simulations using FLACS, and the nonlinear transient finite element analyses were performed using LS-DYNA.
Since most of the waste plastics are incinerated and landfilled for the plastic treatment, the environmental friendly processes must be introduced. The plastic utilization of plastic to the blast furnace as a substitutional fuel was developed as a useful recycling method of waste plastics, and commercialized in several ironmaking company in Europe and Japan. Present study was carried out to understand the effect of plastic injection on blast furnace process continuously by using the foundry blast furnace in POSCO. The coke replacement ratio turned out to be 0.98 with the waste plastic injection up to 13.8 kg/thm of injection rate, and there were no significant effect of the kinds of injection plastics on the replacement ratio in this test operation. The permeability in the furnace became worse and the heat load in the lower part of blast furnace was increased with increasing the injection rate of waste plastics. As the rate of plastic injection were increased, the top gas utilization and shaft efficiency were also decreased from the Rist diagram analysis.
Choi, Ji-Hun;Choi, Seung-Jai;Cho, Chul-Min;Kim, Tae-Kyun;Kim, Jang-Ho Jay
Journal of the Korea Concrete Institute
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v.28
no.6
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pp.673-683
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2016
In recent years, frequent terror or military attack by explosion, impact, fire accidents have occurred. Particularly, World Trade Center collapse and US Department of Defense Pentagon attack on Sept. 11 of 2001. Also, nuclear power plant incident on Mar. 11 of 2011. These attacks and incidents were raised public concerns and anxiety of potential terrorist attacks on major infrastructures and structures. Therefore, the extreme loading researches were performed of prestressed concrete (PSC) member, which widely used for nuclear containment vessel and gas tank. In this paper, to evaluate the blast resistance capacity and its protective performance of bi-directional unbonded prestressed concrete member, blast tests were carried out on $1,400{\times}1,000{\times}300mm$ for reinforced concrete (RC), prestressed concrete without rebar (PSC), prestressed concrete with rebar (PSRC) specimens. The applied blast load was generated by the detonation of 55 lbs ANFO explosive charge at 1.0 m standoff distance. The data acquisitions not only included blast waves of incident pressure, reflected pressure, and impulse, but also included displacement, acceleration, and strains at steel, concrete, PS tendon. The results can be used as basic research references for related research areas, which include protective design and blast simulation under blast loading.
A reliable concrete constitutive material model is critical for an accurate numerical analysis simulation of reinforced concrete structures under extreme dynamic loadings including impact or blast. However, the formulation of concrete material model is challenging and entails numerous input parameters that must be obtained through experimentation. This paper presents a damage scale analytical model to characterize concrete material for its pre- and post-peak behavior. To formulate the damage scale model, statistical regression and finite element analysis models were developed leveraging twenty existing experimental data sets on concrete compressive strength. Subsequently, the proposed damage scale analytical model was implemented in the finite element analysis simulation of a reinforced concrete pier subjected to vehicle impact loading and the response were compared to available field test data to validate its accuracy. Field test and FEA results were in good agreement. The proposed analytical model was able to reliably predict the concrete behavior including its post-peak softening in the descending branch of the stress-strain curve. The proposed model also resulted in drastic reduction of number of input parameters required for LS-DYNA concrete material models.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.16
no.1
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pp.24-29
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2017
There is a need for explosion experiments for explosion-related research. However, there are many restrictions in performing an actual experiment. Therefore, in this paper, an alternative method of overcoming the constraints of an explosion experiment has been conducted using a passenger behavior analysis program called MADYMO to assess and analyze the human body injury due to explosion load. To increase the reliability of the analysis, a drop test has been conducted with the analysis. We provide a new framework for performing the analysis. In future, we will further develop our research with the goal of reducing the opportunity cost for the study of the human body injury.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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