슬러리와 젤 추진제에 대한 최근기술동향과 주요기술을 분석하였다. 선진국에서는 1950년대부터 연구를 통하여 이러한 추진제가 가진 높은 비추력과 밀도, 우수한 취급성, 안전성, 그리고 추력조절 가능성과 같은 장점을 확인하였다. 추진제의 유변특성, 분무/연소 현상, 그리고 추진제 특성을 고려한 추진시스템 설계 등이 활발히 연구 되었다. 이 추진제는 군용 전술미사일 추진기관외에 민수용으로 램제트, 펄스폭발 엔진과 차세대 추진방식인 복합엔진에도 적용을 목표로 개발되고 있다.
In this study, numerical analysis was carried out on a complex pressure field of blast waves caused by the detonation of high explosives in various environments. The generated blast waves propagated in the air, upon the sudden release of high energy induced by the explosion. Reflected waves were created when the pressure waves encountered certain obstacles such as the ground or the walls of structures. The propagation of the blast waves and its interaction with the reflected waves were simulated. An adaptive mesh refinement was applied to improve the efficiency of distribution of computer resource, for the computational calculation of the blast wave propagation in a wide open space. In addition, the integration of the calculation domains for the explosive and air were considered when the maximum density of the explosive region was below critical value. The results were verified by comparison with the pressure time history from blast wave experiments performed under two topographical conditions.
선형 화약 폭발의 전파 특성예측을 위해 다채널 동시 충격파 센싱 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 펄스 레이저를 이용하여 초당 1000점에서 충격파 생성이 가능하며, 접촉식 센서를 이용하여 15개 채널에서 동시에 충격파 획득이 가능하다. 특히, 선형 화약의 폭파 시간에 상응한느 각 채널의 시간 지연을 사용자 요구에 따라 적절하게 적용할 수 있는 능력을 갖춤으로써 다양한 선형 화약의 폭발에 의한 충격파 전파를 예측할 수 있을 것으로 기대된다.
This study deals with interface charactristics of tube and tubesheet of the nuclear steam generator by the explosive expansion in order to take advantage of optimum expansion ratio, pull-out strength and leakage tightness and improvement of the resisitance on the stress corrosion cracking for low residual stress. The paper also show the relationship between roll, hydraulic and explosive expansion. The results obtain are as follows (1) Because of the explosive bonding is to use the high speed pressure and energy by the explosive, workability is good, bonding region is homogenous (2) Expansion ratio is 2.7%, Pull-out strength 850kg, Leakage strength $500kg/cm^2$. Clearance gap is 10~30mm in case of explosive expansion and interface structure of the tube and tubesheet is optimum condition. (3) As the transition region of the explosive expansion is inactive, the resistance of the stress corrosion cracking is increases 30~40% compare to the roll and hydraulic expansion.
액체로켓에서 엔진의 시동은 산화제와 연료를 연소기에 매우 짧은 시간의 차를 두고 주입하여야 하며, 이때 주입시간의 간격, 점화기 작동 지연 등은 방대한 량의 추진제 혼합물에 에너지를 인가함으로서 대형 폭발로 이어질 수 있는 상황이 된다. 그러므로 각 추진제의 천이특성과 연소기 또는 가스발생기의 유입 시점을 측정하는 것은 매우 중요하며, 상대적으로 느린 응답 특성을 갖는 정압으로는 유입 시점을 관측하기에는 어려움이 많으므로 추진제 유로를 따라 동압을 측정하여 보다 정확한 유입시점을 찾을 수 있었다.
Hramco, C.;Turlybekuly, K.;Borzakov, S.B.;Gundorin, N.A.;Lychagin, E.V.;Nehaev, G.V.;Muzychka, A. Yu;Strelkov, A.V.;Teymurov, E.
Nuclear Engineering and Technology
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제54권8호
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pp.2999-3005
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2022
The new experimental setup has been built at the 11b channel of the IBR-2 research reactor at FLNP, JINR, to study the elemental composition of samples by registration of prompt gamma emission during thermal neutron capture. The setup consists of a curved mirror neutron guide and a radiation-resistant HPGe high-purity germanium detector. The detector is surrounded by lead shielding to suppress the natural background gamma level. The sample is placed in a vacuum channel and surrounded by a LiF shield to suppress the gamma background generated by scattered neutrons. This work presents characteristics of the experimental setup. An example of hydrogen concentration determining in a diamond powder made by detonation synthesis is given and on its basis, the sensitivity of the setup is calculated being ~4 ㎍.
Mechanism of a periodic oscillation of shock-induced combustion over a two- dimensional wedges and axi-symmetric cones were investigated through a series of numerical simulations at off-attaching condition of oblique detonation waves(ODW). A same computational domain over 40 degree half-angle was considered for two-dimensional and axi-symmetric shock-induced combustion phenomena. For two-dimensional shock-induced combustion, a 2H2+02+17N2 mixture was considered at Mach number was 5.85with initial temperature 292 K and initial pressureof 12 KPa. The Rankine-Hugoniot relation has solution of attached waves at this condition. For axi-symmetric shock-induced combustion, a H2+2O2+2Ar mixture was considered at Mach number was 5.0 with initial temperature 288 K and initial pressure of 200 mmHg. The flow conditions were based on the conditions of similar experiments and numerical studies.[1, 3]Numerical simulation was carried out with a compressible fluid dynamics code with a detailed hydrogen-oxygen combustion mechanism.[4, 5] A series of calculations were carried out by changing the fluid dynamic time scale. The length wedge is varied as a simplest way of changing the fluid dynamic time scale. Result reveals that there is a chemical kinetic limit of the detached overdriven detonation wave, in addition to the theoretical limit predicted by Rankine-Hugoniot theory with equilibrium chemistry. At the off-attaching condition of ODW the shock and reaction waves still attach at a wedge as a periodically oscillating oblique shock-induced combustion, if the Rankine-Hugoniot limit of detachment isbut the chemical kinetic limit is not.Mechanism of the periodic oscillation is considered as interactions between shock and reaction waves coupled with chemical kinetic effects. There were various regimes of the periodicmotion depending on the fluid dynamic time scales. The difference between the two-dimensional and axi-symmetric simulations were distinct because the flow path is parallel and uniform behind the oblique shock waves, but is not behind the conical shock waves. The shock-induced combustion behind the conical shockwaves showed much more violent and irregular characteristics.From the investigation of characteristic chemical time, condition of the periodic instability is identified as follows; at the detaching condition of Rankine-Hugoniot theory, (1) flow residence time is smaller than the chemical characteristic time, behind the detached shock wave with heat addition, (2) flow residence time should be greater than the chemical characteristic time, behind an oblique shock wave without heat addition.
발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.
A major concern with blasting at surface mines is generation of ground vibration, air blast, flyrock, dust & fume and their impact on nearby structures and environment. A study was conducted at a coal mine in India which produces 10 million tonne of coal and 27 million cubic meter of overburden per annum. Draglines and shovels with dumpers carry out the removal of overburden. Detonation of 100 tonnes of explosives in a blasting round is a common practice of the mine. These large sized blasts often led to complaints from the nearby inhabitants regarding ground vibrations and their affects on their houses. Eighteen dragline blasts were conducted and their impacts on nearby structures were investigated. Extended seismic arrays were used to identify the vibration characteristics within a few tens meters of the blasts and also as modified by the media at distances over 5 km. 10 to 12 seismographs were deployed in an array to gather the time histories of vibrations. A signature blast was conducted to know the fundamental frequency of the particular transmitting media between the blast face and the structures. The faster decay of high frequency components was observed. It was also observed that at distances of 5km, the persistence of vibrations in the structures was substantially increased by more 10 seconds. The proximity of the frequency of the ground vibration to the structure's fundamental frequencies produced the resonance in the structures. On the basis of the fundamental frequency of the structures, the delay interval was optimized, which resulted into lower amplitude and reduced persistence of vibration in the structures.
발파에 의한 암반의 동적 파괴 과정을 설명하기 위해서는 발생한 폭굉압과 가스압의 작용을 동시에 연구해야 한다. 발파 과정에서 폭굉압과 가스압의 발파공 벽면에의 작용을 동시에 모델화하여 이에 따른 암반과의 상호 작용을 수치해석하는 연구에 앞서, 본 연구에서는 단일 발파공에서 생성된 단일 균열망에서의 가스 유동에 미치는 가스압 이력, 균열 길이 그리고 가스압을 산정하기 위해 적용한 상태 방정식의 영향에 대해 분석 하였다. 이를 위하여 단일공 발파에 의해 길이 0.01 m, 간극 0.001 m으로 동일한 5개의 균열로 구성된 단일 균열망이 생성되었다고 가정하였다. 또한 지름이 45 mm인 발파공에 지름이 36 mm인 PEIN을 장약하였다고 가정하여 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 균열망을 구성하는 개별 균열에 작용하는 최대 가스압력과 그 도달시간은 사용 폭약의 특성과 균열망의 기하학적 특성에 의해 결정되는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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