• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.286-298
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• 2003

A steam explosion module, STX, has been developed using the mechanistic steam explosion analysis code, TEXAS-V, in order to estimate the dynamic load with steam explosion by implementing the module to the integrated safety analysis code, MELCOR. One of the difficulties in using mechanistic steam explosion codes is that they do not have any obvious criteria for defining some uncertain parameters such as triggering timing, triggering magnitude, mesh axial length and mesh cross-sectional area. These parameters have been user decision parts in the past. Steam explosion sample calculations and sensitivity studies on uncertain parameters were conducted to investigate those uncertain parameters. The TEXAS-V simulations were summarized in the format of a look-up table and a linear interpolation technique was adopted to calculate the steam explosion load between the data points in the table. The STX-module merged with MELCOR showed the same results as the original MELCOR and additionally it could estimate the steam explosion load in the reactor cavity.

• 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.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.26-36
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• 2020

지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.571-581
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• 2004

A methodology is proposed for the evaluation of a steam explosion load on a reactor scale by evaluating the steam explosion model against the experimental data. Being part of the OECD/SERENA program,, appropriate data was selected by international experts and the analytical model of TEXAS-V was chosen. The procedure consists of two steps. the pre-mixing model was verified against the FARO L-14 and FARO L-28 data. The explosion model was verified against the experimental data of KROTOS-44, FARO L-33, TROI-13, and TROI-34. The capabilities and deficiencies of the fundamental models of the TEXAS-V are reviewed in terms of their adequacy in a simulation of steam explosion on a reactor scale.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권7호
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• pp.907-914
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• 2015

The energetic steam explosion caused by contact between the high temperature molten core and water is one of the phenomena that may threaten the integrity of the containment vessel during severe accidents of light water reactors (LWRs). We examined the dependence of steam explosion loads in a typical reactor cavity geometry on selected model parameters and initial/boundary conditions by using a steam explosion simulation code, JASMINE, developed at Japan Atomic Energy Agency (JAEA). Among the parameters, we put an emphasis on the water pool depth that has significance in terms of accident mitigation strategies including cavity flooding. The results showed a strong correlation between the load and the premixed mass, defined as the mass of the molten material in low void zones (void fraction < 0.75). The jet diameter and velocity that comprise the flow rate were the primary factors to determine the premixed mass and the load. The water pool depth also showed a significant impact. The energy conversion ratio based on the enthalpy in the premixed mass was in a narrow range ~4%. Based on this observation, we proposed a simplified method for evaluation of the steam explosion load. The results showed fair agreement with JASMINE.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.413-430
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• 2011

최근 들어, 폭발하중에 대해여 안전한 사회기반시설에 대한 관심이 증가하고 있다. 폭발하중은 가스폭발이나 폭탄 폭발에 의하여 발생된다. 본 연구에서는 가스폭발하중을 받는 터널구조물을 각 부재로 나누어 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델로 치환하여 해석하는 모델을 개발하였다. 간이 모델을 사용하여 터널설계 요인인 최대 폭발하중크기, 지속시간, 부재 두께, 토피고에 대하여 민감도 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소법을 사용하여 가스폭발에 대한 터널의 동적거동과 주변지반에 발생되는 파괴영역에 대하여 조사하였다. 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델과 FEM 해석결과의 비교로부터 터널의 중앙벽에 대한 동적거동결과는 거의 차이가 없음을 보여주었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.191-198
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• 2017

발하중을 받는 구조물의 거동을 연구하기 위해서는 폭발물에 의한 하중을 정확히 산정하는 것이 중요하며 실내폭발의 폭발하중의 경우에는 특히 그러하다. 반사효과를 포함하는 실내폭발의 폭발하중 산정방법으로는 전산유체역학을 기반으로 한 수치해석적 방법이 비교적 정확한 폭발하중을 산정할 수 있다고 알려져 있다. 하지만 수치해석적 방법은 해석모델링이 어렵고 해석에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실내폭발에서 고려되어야 하는 여러 효과 중 대표적인 반사효과를 간단히 반영할 수 있는 해석적 폭발하중 산정방법을 연구하였다. 대상 구조물은 큰 인명피해와 연쇄붕괴를 일으킬 수 있는 실내폭발하중을 받는 주거시설의 슬래브로 설정하였다. 우선 수치해석적 방법을 이용해 실내폭발 효과와 탄성체로 가정한 슬래브의 최대 처짐을 알아보고, 이를 본 연구에서 제안하는 해석적 방법과 비교를 하였다. 제안된 해석적 방법에서는 보 이론을 적용한 반사효과의 가중치를 결정함으로써 보다 정확한 폭발하중 산정방법이 되도록 하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.407-410
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• 2002

A series of steam explosion experiments using real core materials of $ZrO_2$ and corium(a mixture of $ZrO_{2}\;and\;UO_{2}$) has been performed to evaluate the risk of steam explosion load in nuclear power plants. Surprisingly, spontaneous steam explosions are observed far both materials, which have been thought to be inexplosive so far. The dynamic pressure and morphology of the debris clearly indicate the evidence of an explosion. The experimental results also indicate that $ZrO_2$ is more explosive than corium.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3485-3490
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• 2007

The TEXAS-V code tuned for TROI-13 was used for analyzing the parametric findings in TROI experiments. The calculations on the melt composition are relatively similar to the TROI experimental results. The water depth effect in TEXAS-V code seems to be consistent with TROI experiments in some degree. The water area effect of TEXAS-V calculations seems not to be harmonious to that in TROI experiments. This seems to indicate that TEXAS-V as 1-dimensional code or as the numerical steam explosion has a limitation on estimating area effect. Thus, TEXAS-V tuned for TROI-13 seems to have an ability to estimate the parametric effect of TROI experiments. The evaluated TEXAS-V was used for estimating the ex-vessel steam explosion load. The calculated explosion pressure and load were about 40 MPa and 75 kPa.sec, which are not much threatening level for containment integrity, but are arguable value for the integrity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.622-628
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• 2009

The TEXAS-V code tuned for TROI-13 was used for analyzing the parametric findings in TROI experiments. The calculations on the melt composition are relatively similar to the TROI experimental results. The water depth effect in TEXAS-V code seems to be consistent with TROI experiments in some degree. The water area effect of TEXAS-V calculations seems not to be harmonious to that in TROI experiments. This seems to indicate that TEXAS-V as 1-dimensional code or as the numerical steam explosion has a limitation on estimating area effect. Thus, TEXAS-V tuned for TROI-13 seems to have an ability to estimate the parametric effect of TROI experiments. The evaluated TEXAS-V was used for estimating the ex-vessel steam explosion load. The calculated explosion pressure and load were about 40 MPa and 75 kPa.sec, which are not much threatening level for containment integrity.