• 대한조선학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.70-79
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• 2020

The offshore installation units may be subjected to various accidental loads such as collision from supply vessels, impact from dropped objects, blast load from gas explosion and thermal load from fire. This paper deals with the design and strength evaluation method of the stiffened plate structures in response to a blast load caused by a gas explosion accident. It is a comprehensive review of various items used in actual project such as the size and type of the explosive loads, general design procedure/concept and analysis method. The structural analyses using simple analysis methods based on SDOF model and nonlinear finite element analysis are applied to the particular FPSO project. Also validation studies on the design guidance given by simple analysis method based on SDOF model have also considered several items such as backpressure effects, material behavior and duration time of the overpressure. A good correlation between the prediction made by simple analysis method based on SDOF model and nonlinear finite element analysis can be generally obtained up to the elastic limit.

• 한국가스학회지
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• 제20권5호
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• pp.89-95
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• 2016

가스 배관을 공동구 내에 수용하는 것은 단순 매설하는 것보다 부식의 위험이 적고, 외부인의 출입이나 굴착공사 등으로부터 오는 물리적 손상을 예방할 수 있다는 점에서 편의성이 크다. 그러나 밀폐된 공간이라는 특성상 개방된 공간에서의 폭발보다 폭발 과압에 의한 피해가 크다. 그럼에도 공동구에 대한 연구는 화재 사고에 국한되어 진행되었고, 폭발로 인한 위험성에 관한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 지하 공동구 내부의 가스배관으로부터 누출된 메탄가스가 원인모를 점화원에 의해 폭발을 일으켰을 경우를 가정하여 피해결과 관점에서 공동구 내부의 폭발이 상부 시설물에 미치는 영향을 살펴보았다. 안전설비의 작동상태에 따른 2가지의 시나리오를 선정하여 CFD tool인 FLACS를 사용하여 영향성 평가를 진행한 결과 대부분의 건축물을 전파 시킬 수 있을 정도의 폭발 과압이 예측되었다. 이 결과를 활용하여서 사고 발생 빈도를 감소시켜 안전성을 확보할 수 있는 추가 대책을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권5호
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• pp.478-489
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• 2020

대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.

• 대한안전경영과학회지
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• 제2권4호
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• pp.33-43
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• 2000

The consequence analysis for the unconfined vapor cloud explosion(UVCE) accident by the continuous release of butane vapor was performed and effects of process parameters on consequences were analyzed in standard conditions. For the case of continuous release(87.8 kg/s) of butane vapor at 8 m elevated height in the debutanizing process of tile naphtha cracking plant operating at 877 kPa ＆ 346.75 K, we found that combustion ranges of dispersed vapor estimated by HMP model were 11.2~120.2 m and overpressures estimated by TNT equivalency model at 200 m were about 37.35~55.1 kPa. Also, overpressures estimated by Model UVCE I based on advective travel time to $X_{LFL}$ were smaller than those estimated by Model UVCE IIbased on real travel time between $X_{UFL}$ and $X_{LFL}$. At the same time, damage intensities at 200 m and effect ranges by overpressure could be predicted. Furthermore, simulation results showed that effects of operating pressures on consequences were larger than those of operating temperatures and results of accidents were increased with increasing operating pressures. At this time, sensitivities of overpressures for UVCE accident by the continuous release were about 5 kPa/atm.

• 한국가스학회지
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• 제4권3호
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• pp.9-18
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• 2000

화학공장에서 발생가능한 사고 피해범위의 예측은 주변 건축물이나 공장간 위치설정 및 배치(layout) 또는 안전장치의 배치 등에 기본자료로 활용될 수 있다. 또한, 사고 후의 결과를 예측할 수 있기 때문에 사고발생에 대한 최적의 비상조치계획을 수립할 수 있어 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 BTX(Benzene, Toluene, Xylene) 누출에 의한 화재 및 폭발의 영향을 평가하고자 하였다. 영향평가의 모사를 위해 Visual basic 언어를 사용한 프로그램을 개발하였다. 기상조건을 고려하여 실제 사고사례에 적용성을 높였다. 화재의 경우에는 Pool fire로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE(Unconfined Vapor Cloud Explosion)로 인한 손실을 예측할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 각각의 결과를 이용해 probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 폭발모델의 경우, 누출된 벤젠에 대하여 사고점으로부터 20 m이내 지점은 심각한 구조적 손상을 보였으며, 60 m이상의 지점에서는 경미한 피해가 추정됨을 알 수 있었다. 화재모델의 경우, 누출되어 방유제에 고여있는 벤젠에 대하여 복사열로 인한 직접적인 피해는 여름보다는 겨울에 크며, 내륙에 위치한 도시일수록 큰 경향을 보이는 것으로 추정할 수 있었다. 복사열로 인한 피해가 $90\%$일 때 40m 이상에서는 직접적인 영향이 없는 것으로 추정할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제3권1호
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• pp.21-26
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• 1999

화학공장에서 발생하는 사고는 공장 자체의 손실을 가져 올 뿐만 아니라 주위 지역에도 영향을 미친다. 그리고 사고로 인한 피해는 대형화할 가능성이 크다. 이에 따라 화학 공장의 안전 관리의 중요성이 부각되고 있다. 사고의 정량 평가는 사고의 규모를 미리 예측하는 것으로 이를 통해 공정 장치의 layout, 주위와의 최소 안전거리 예측, 대피 시설의 설치 등과 같은 대책을 세울 수 있다 본 연구에서는 화학공장의 3대 사고형태 중 화재와 폭발의 피해 예측을 용이하게 하기 위한 프로그램을 작성하였다. 화재의 경우에는 Pool Fire와 Fireball로 인한 피해를 예측할 수 있도록 하였고, 폭발의 경우에는 UVCE와 BLEVE로 인한 손실을 예측 할 수 있도록 하였다. 화재는 화염에서 나오는 복사열을 피해 정도를 예측하는 기준으로 사용하였고, 폭발은 과압을 기준으로 하였다. 특히, BLEVE의 경우에는 파편의 예상 비산 거리도 추정할 수 있도록 하였다. 각각의 결과를 이용해 Probit 분석을 할 수 있도록 하였다. 그리고 이를 기존에 발생했던 부천의 LPG 폭발 사고에의 분석에 사용해본 결과 노출 허용 거리가 800m이었다. 그리고 Probit 분석 결과 1도 화상, 2도 화상, 화재 사망은 각각 450m, 280m, 260m 이상일 경우 직접적인 피해가 없을 것으로 예측되었다. 사고 분석 결과는 이를 한국산업안전공단에서 Dupont의 SAFER 프로그램을 사용하여 얻어낸 예측치와 $3\%$이내의 같은 결과를 얻었다.

• 한국안전학회지
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• 제35권6호
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• pp.25-31
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• 2020

Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion(BLEVE) can cause not only economic damage to the plant but also serious casualties. LPG accidents account for 89.6 percent of all accidents caused by gas leaks in Korea over the past nine years, while casualties from accidents also account for 73 percent of all accidents, according to statistics from the Korea Gas Safety Corporation. In addition, a potential explosion and a fire accident from one LPG storage tank may affect the nearby storage tanks, causing secondary and tertiary damage (domino effect). The safety distance standards for LPG used by LPG workplaces, charging stations, and homes in Korea have become stricter following the explosion of LPG charging stations in Bucheon. The safety distance regulation is divided into regulations based on the distance damage and the risk including frequency. This study suggests two approaches to optimizing the safety distance based on the just consequence and risk including frequencies. Using the Phast 7.2 Risk Assessment software by DNV GL, the explosion overpressure and heat radiation were derived according to the distance caused by BLEVE in the worst-case scenario, and accident and damage probability were derived by considering the probit function and domino effect. In addition, the safety distance between LPG tanks or LPG charging stations was derived to minimize damage effects by utilizing these measures.

• 한국가스학회지
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• 제27권1호
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• pp.13-22
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• 2023

현재 통용되고 있는 화석연료로부터 발생되는 환경오염에 대한 대안으로써 대기오염이 발생하지 않는 수소를 사용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 하지만, 최근까지도 수소 누출에 의한 화재 및 폭발사고가 발생함에 따라 특수한 환경인 선박에서 수소를 상용화하기 위해 안전에 관한 연구가 더욱 필요하다. 따라서 본 연구에서는 수소저장탱크가 설비된 수소연료전지 추진선박이 울산 장생포항을 운항하던 중 누출사고가 발생할 경우의 계절별 대안 시나리오와 최악의 시나리오를 가정하였다. 또한, 환경변수를 고려하기 위하여 기상청 2021년도 연평균 기상자료와 통계청 지리정보 자료를 토대로 ALOHA와 프로빗 분석을 통해 피해 영향 범위를 도출하였다. 복사열이 대안 시나리오와 최악의 시나리오 모두에서 과압과 화염의 피해 영향범위 보다 넓은 피해범위가 나타났고 프로빗 분석 결과 가정한 모든 구역에서 99%의 사망률을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제10권5호
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• pp.429-455
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• 2010

The current research presents a detailed methodology for generating air blast loading for use within a finite element context. Parameters describing blast overpressure loading on a structure are drawn from open literature sources and incorporated within a blast load generation computer code developed for this research. This open literature approach lends transparency to the details of the blast load modeling, as compared with many commonly used approaches to blast load generation, for which the details are not publicly available. As a demonstration, the load generation code is used with the finite element software LS-DYNA to simulate the response of a steel plate and girder subjected to explosions modeled using these parameters as well as blast parameters from other sources.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제32권2호
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• pp.213-233
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• 2009

In this paper the study of a reinforced concrete wall used as protection against accidental explosions in the petrochemical industry is presented. Many alternatives of accidental scenarios and sizes of the wall are analyzed and discussed. Two main types of events are considered, both related to vessel bursts: Pressure vessel bursts and BLEVE. The liberated energy from the explosion was calculated following procedures firmly established in the practice and the effects over the structures and the reinforced concrete wall were calculated by using a CFD tool. The results obtained show that the designed wall reduces the values of the peak overpressure and impulse and, as a result, the damage levels to be expected. It was also proved that a reinforced concrete wall can withstand the blast load for the considered events and levels of pressure and impulse, with minor damage and protect the buildings.