• 화약ㆍ발파
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• 제33권4호
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• pp.7-13
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• 2015

최근에 지하공간의 개발과 활용 기술에 대한 수요가 전 세계적으로 급증함에 따라 역학적 안정성과 활용 효율의 측면에서 발파굴착 시 발생하는 손상대 평가는 주요 관심사가 되고 있다. 본 연구에서는 지하공동주변 발파손상대(blast-damaged zone; BDZ)에 대한 폭원모델링을 검증하기 위하여 모멘텀 트랩(momentum trap; MT) 개념을 이용한 일련의 소규모 시험발파를 실시하고, 시험 결과에 따라 LS-DYNA 수치모델의 입력변수들을 수정하였다. 연구 결과, 본 연구에서 제안한 MT 개념을 이용한 모형발파 실험 및 수치모델링 기법은 주어진 조건 하에서 MT의 비산속도를 잘 모사하는 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.26-34
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• 2018

인화성 물질을 보유하고 있는 시설물에서 인화성 물질이 유출되어 형성된 증기운의 폭발이 국내와 해외에서 자주 발생하고 있다. 본 연구에서는 증기운 폭발에 따른 폭풍 효과를 모사하기 위해서 TNT 등가법과 다중에너지법을 적용하였다. TNT 등가법은 단순하고 직접적인 적용이 가능하기 때문에 증기운 폭발을 해석하기 위해서 지금까지 널리 사용되고 있다. 그러나 TNT 등가법은 증기운 폭발로부터 발생하는 연소에너지와 이를 TNT 등가량으로 환산하는데 필요한 적절한 상관관계를 선택하는 것이 어렵다는 근본적인 단점을 가지고 있다. 다중에너지법에서는 증기운 폭발의 강도가 증기운이 확산되는 지역에서의 확산 경로의 레이아웃에 따라 달라진다고 가정한다. 즉 증기운의 잠재적 폭발력은 혼잡지역의 혼잡정도에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TNT 등가법과 다중에너지법의 적용성을 평가하기 위해서 Flixborough 폭발사고를 사례연구로 분석하였다. 분석 결과 TNT 등가계수와 폭발강도계수를 현장상황에 맞게 적절히 선택하는 경우 TNT 등가법과 다중에너지법은 증기운 폭발 사고를 분석하는데 적합할 것으로 예상된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권1호
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• pp.13-20
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• 2015

지하공간의 개발 또는 활용기술에 대한 수요가 전 세계적으로 급증함에 따라, 역학적 안정성과 활용 효율의 측면에서 발파굴착 시 발생하는 손상대 평가는 주요 관심사가 되고 있다. 본 연구에서는 PFC3D와 ANSYS LS-DYNA를 이용하여 판재시료를 대상으로 발파 예정선 주위의 소규모 모형발파에 대한 수치해석을 수행하였다. 또한, 해석 결과의 검증을 위하여 소규모 판재모형을 제작하여 발파실험을 수행하고 균열 전파양상을 비교 고찰하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권1호
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• pp.1-18
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• 2010

The analysis of structure response and design of buried structures subjected to dynamic destructive loads have been receiving increasing interest due to recent severe damage caused by strong earthquakes and terrorist attacks. For a comprehensive design of buried structures subjected to blast loads to be conducted, the whole system behaviour including simulation of the explosion, propagation of shock waves through the soil medium, the interaction of the soil with the buried structure and the structure response needs to be simulated in a single model. Such a model will enable more realistic simulation of the fundamental physical behaviour. This paper presents a complete model simulating the whole system using the finite element package ABAQUS/Explicit. The Arbitrary Lagrange Euler Coupling formulation is used to model the explosive charge and the soil region near the explosion to eliminate the distortion of the mesh under high deformation, while the conventional finite element method is used to model the rest of the system. The elasto-plastic Drucker-Prager Cap model is used to model the soil behaviour. The explosion process is simulated using the Jones-Wilkens-Lee equation of state. The Concrete Damage Plasticity model is used to simulate the behaviour of concrete with the reinforcement considered as an elasto-plastic material. The contact interface between soil and structure is simulated using the general Mohr-Coulomb friction concept, which allows for sliding, separation and rebound between the buried structure surface and the surrounding soil. The behaviour of the whole system is evaluated using a numerical example which shows that the proposed model is capable of producing a realistic simulation of the physical system behaviour in a smooth numerical process.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.17-26
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• 2010

본 논문은 군용 공중폭발탄에 사용하는 발진기의 에러를 최소화 하고, 그 효율을 극대화하기 위하여 시뮬레이션과 매우 유사한 형태의 통계적 모델링 방법을 제안한다. 제안된 방법은 일정하고 안정된 출력을 내는 실제 모델에서 실험 계획에 의하여 얻은 데이터로부터 통계적인 해석을 통하여 새로운 형태의 방정식을 구하였다. 그리고 그것을 바탕으로 각각의 전자 부품들을 출력과 일치되도록 모델링 한 후, 출력 예측이 가능한 시뮬레이션을 수행하고, 실제 모델의 출력 데이터와 비교하여 그 유용성, 정확도 및 정밀도를 입증하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.19-32
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• 2022

수소는 다른 연료에 비해 에너지효율이 높고 유해물질이 배출되지 않아 미래의 청정에너지원으로 인식되고 있다. 그러나 수소는 밀도가 낮아 운반 및 저장시에 부피가 커서 압축하거나 특별한 운반체를 사용해야 하며, 공기중에 노출 시 화재나 폭발의 위험성이 있다. 수소-공기 혼합물의 폭발에 관한 실험이나 수치해석적 연구가 진행되어 오고 실물 수소 충전소를 대상으로 한 폭발 시뮬레이션에 관한 연구사례는 극히 드물다. 본 연구에서는 실제 수소 충전소를 대상으로 Lidar 스캐닝을 수행하여 point cloud 데이터를 획득하고 수소 충전소 3 차원 구조 모델을 작성한다. 3 차원 구조모델은 Ansys 사 AUTODYN 에 적용되어 수소 충전소의 수소폭발을 가정한 TNT 등가량의 폭발 시뮬레이션을 실시하고 주변에 전파하는 폭발압력을 계산하여, 수소 충전소 폭발에의한 주변 보안 건물의 안전거리에 관한 정보를 제공한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.87-94
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• 2016

탄약고 지하 및 주변에 시공된 지하구조물의 안정성 평가의 필요성은 도심지 및 사회기반시설의 확장으로 대두되었다. 그러나 지하구조물에 대한 우발적인 폭발의 영향에 대한 연구는 미진하다. 본 연구에서는 지하구조물의 안정성평가를 위한 방법을 제시하고 사례연구를 통해 적용성을 확인하였다. AUTODYN과 SPACECLAIM을 이용하여 구조체 및 지반모델링을 실시하였으며, 폭발효과를 모의하여 지반의 진동속도를 측정하였다. 사례연구의 결과에 따르면, 70m 지하에 설치된 지하구조물은 모의된 폭발 효과로부터의 영향이 거의 없는 것으로 판단된다. 본 연구에서 활용된 안정성평가방법은 지하형 탄약고 설계에 사용되거나, 혹은 주기적인 진동으로부터 영향하에 있는 지하구조물의 안정성을 평가하는데 활용될 수 있을 것이다.

• Computers and Concrete
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• 제23권2호
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• pp.121-131
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• 2019

Due to the heterogeneity nature of the concrete, it is difficult to simulate the hyperdynamic behaviour and crack trajectory of concrete material when subjected to explosion loads. In this paper, a 3D nonlinear numerical study was conducted to simulate the hyperdynamic behaviour of concrete under various loading conditions using Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) model. Detailed calibration was conducted to identify the optimal parameters for the RHT model on the material level. For the component level, the calibrated RHT parameters were used to simulate the failure behaviour of plain concrete (PC) slab under free air blast load. The response was compared with an available experimental result. The results show the proposed numerical model can accurately simulate the crack trajectory and the failure mode of the PC slab under free air blast load.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권4호
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• pp.441-461
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• 2021

Reinforced concrete (RC) columns are crucial in building structures and they are of higher vulnerability to terrorist threat than any other structural elements. Thus it is of great interest and necessity to achieve a comprehensive understanding of the possible responses of RC columns when exposed to high intensive blast loads. The primary objective of this study is to derive analytical formulas to assess vulnerability of RC columns using an advanced numerical modelling approach. This investigation is necessary as the effect of blast loads would be minimal to the RC structure if the explosive charge is located at the safe standoff distance from the main columns in the building and therefore minimizes the chance of disastrous collapse of the RC columns. In the current research, finite element model is developed for RC columns using LS-DYNA program that includes a comprehensive discussion of the material models, element formulation, boundary condition and loading methods. Numerical model is validated to aid in the study of RC column testing against the explosion field test results. Residual capacity of RC column is selected as damage criteria. Intensive investigations using Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) methodology are then implemented to evaluate the influence of scaled distance, column dimension, concrete and steel reinforcement properties and axial load index on the vulnerability of RC columns. The generated empirical formulae can be used by the designers to predict a damage degree of new column design when consider explosive loads. With an extensive knowledge on the vulnerability assessment of RC structures under blast explosion, advancement to the convention design of structural elements can be achieved to improve the column survivability, while reducing the lethality of explosive attack and in turn providing a safer environment for the public.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.432-439
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• 2016

방호 방폭 보강용 복합재료의 특성상 모델을 구성하고 사용하기 위해서는 재료 각각의 물성치가 필요하며, 이러한 물성 데이터를 도출하기 위해서는 수많은 실험을 통해 도출된 결과를 여러 계산식을 통하여 도출된 값으로 입력해야 하며, 일반적인 재료가 아닌 특수 목적용 소재의 경우는 이를 수행하는데 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 Ansys Workbench 환경에서 제공하는 복합재 적용 물성을 적용하여 ACP와 AUTODYN에서 방호 방폭 보강용 복합섬유 패널의 모델링 및 구조 해석을 수행하였다.