• 화약ㆍ발파
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• 제33권3호
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• pp.1-13
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• 2015

국내외에서 가스폭발 사고가 빈번하게 발생하고 있으며 가스 폭발의 평가와 분석을 위해 TNT 등가량 산정법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 TNT 폭발 시 화학반응식의 선택과 반응 생성 물질들의 엔탈피의 선택에 따른 폭발에너지, 폭발압력, 폭굉속도 및 온도의 차이를 계산하였다. 화학반응식의 선택에 따라 계산되는 폭굉압은 최고값이 최저값에 비해 2배까지 나타났다. 밀폐된 공간에서의 메탄가스 폭발을 가정하고 TNT 등가량을 산정하였으며 이를 통해 폭발지점에서의 거리에 따른 최대압력과 임펄스 변화를 추정할 수 있었다.

• 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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• 제38권1호
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• pp.1-13
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• 2020

국내외에서 가스 소비량 증가에 따라 가스 폭발 사고가 꾸준히 발행하고 있으며 석탄 저장소 옥내화 대책에 따른 가스 폭발 위험성이 대두되고 있다. 이러한 가스 폭발의 영향을 분석하기 위하여 TNT 등가량 산정법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 석탄이 배출하는 가연성 가스인 CO, CH₄, C₂H₄의 공기 내 부피 함량에 따른 폭발사례에 대한 TNT 등가량을 산정하였다. 또한 계산된 TNT 등가량을 이용하여 거리에 따른 최대 압력과 임펄스 변화량을 가스 폭발 사례별로 비교, 분석하였다. 3개 혼합 가스의 TNT 등가량 증가 양상은 C₂H₄의 공기 중 부피함량에 의존하는 경향을 보이고 있다. 또한 TNT 특성곡선의 인자인 최대 압력과 임펄스도 가스의 개수가 증가함에 따라 그 값이 증가하는 양상을 띠고 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제34권1호
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• pp.1-10
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• 2016

2015년 8월 12일 중국 텐진항에서는 두 번의 대규모 폭발이 발생하였다. 두 번의 폭발은 TNT 3톤, TNT 21톤 규모로 추정되었다. 현재까지 폭발의 정확한 원인은 공표되지 않고 있으며 원인에 대한 몇 가지 추정이 제시되고 있다. 그중 하나는 화재진압을 위해 뿌려진 물과 탄산칼슘의 화학반응에 의해 폭발성 아세틸렌 가스가 발생하고 이 가스의 폭발이 800톤의 질산암모늄의 폭발을 야기했을 것이라는 것이다. 본 연구에서는 이러한 폭발 시나리오에 대한 폭발에너지 분석을 통해 화학적 반응에 의해 텐진항 폭발 사고와 같은 대규모 폭발이 발생 가능한지를 평가하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권3호
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• pp.73-92
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• 2023

가스 폭발의 위험성의 증대와 함께 가스 폭발의 규모와 영향을 예측하는데 필요한 폭발 인자들을 간접적으로 추정하는 방법들이 사용되고 있다. 본 연구에서는 주로 사용되고 있는 TNT 등가량 산정법, TNO 다중에너지 방법, BST 방법의 특성과 폭발 인자를 결정하는 과정을 비교하였다. TNT 등가량 산정법의 경우, 증기운 폭발의 형태와 폭발 물질 등 다양한 조건에 따라 적합한 efficiency factor를 선택하는 것이 필요하였다. TNO 다중에너지 방법은 클래스 번호를 결정하기 위한 객관적 기준이 부족하였으며 음의 과압을 추정하지는 못하였다. 기 보고된 인자값에 오기재로 보이는 부분을 확인하였으며 수정된 인자값을 제시하였다. BST 방법은 음의 과압을 포함한 보다 상세한 폭발 인자 추정이 가능하지만 사용하는 그래프가 가시적이지 않은 문제점이 있었다. 이를 보완하기 위해 그래프를 재작성하였으며 향후 그래프의 수식화를 통한 편리한 폭발 인자 추정이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.1-8
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• 2021

플랜트 증기운 폭발은 TNT 폭발물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며 압력파 양상과 비슷하다. 대표적인 유형의 폭압 산정법은 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법이 있다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 본 연구는 세 가지 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭압을 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 폭발 사례에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 해석과 비선형 동적 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교분석하였다. 구조물의 피해 정도는 TNT 등가량 환산법보다는 멀티에너지법에 의한 폭압을 사용한 경우가 실제 상황에 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한, 멀티에너지법의 폭발강도계수를 7 또는 8로 가정할 경우 증기운 폭발의 폭압 모델을 비교적 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제31권6호
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• pp.561-570
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• 2023

In this paper, the structural performance of RC and HPFRCC slabs exposed to a TNT explosion were numerically investigated. A finite element model was established using the MM-ALE method in the LS-DYNA program to simulate a near-ground TNT explosion at a scaled distance of 1.08 m/kg³. The K&C model was calibrated to exactly reflect the material properties of HPFRCCs that were developed in KICT and KNU. Numerical and experimental results were compared for the damage distribution and failure shape of the slabs. Based on the verified numerical model, a parametric study was carried out to demonstrate the effects of compressive strength and thickness of the slab on the blast resistance. In particular, the spallation failure on the back side of the slab is greatly dependent on the thickness. Finally, additional numerical simulations were conducted to explore the variation in blast pressure characteristics according to the scaled distance and explosive shape. It was confirmed that the pressure induced by cubic TNT was more destructive to the slab than cylindrical and spherical TNT in a nearfield explosion.

• 한국안전학회지
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• 제30권4호
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• pp.56-63
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• 2015

Gas explosion accidents could cause a catastrophe. we need specialized and systematic accident investigation techniques to shed light on the cause and prevent similar accidents. In this study, we had performed LNG explosion simulation using AUTODYN which is the commercial explosion program and predicted the damage characteristics of the structures by LNG explosive power. In the first step, we could get LNG's physical and chemical explosion properties by calculation using TNT equivalency method. And then, by applying TNT equivalency value about the explosion limit concentration of LNG on the 2D-AUTODYN simulation, we could get the explosion pressure wave profiles (explosion pressure, explosion velocity, etc.). In the last step, we performed LNG explosion simulation by applying to the explosion pressure wave profiles as the input data on the 3D-AUTODYN simulation. As a result, we had performed analyzing of the explosion characteristics of LNG in accordance with concentration through the 3D-AUTODYN simulation in terms of the explosion pressure behavior and structure's destruction and damage behavior.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.44-53
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• 2022

본 연구에서는 증기운 폭발 시 발생하는 폭풍파의 과압을 결정하는데 사용되는 폭발 예측 모델인 TNT등가법, 다중에너지법, Baker-Strehlow-Tang(BST)법의 적용성을 평가하였다. 원룸 주택과 상가가 밀집한 지역 내에 설치된 2000 kg 용량의 프로판 저장 용기에서 누출된 프로판이 증기운 폭발을 일으키는 것을 가정하였다. TNT등 가법을 적용하여 계산한 2000 kg의 프로판과 등가인 TNT의 질량은 4061 kg인 것으로 나타났다. TNT등가법, 다중에너지법, BST법으로 구한 거리에 따른 과압의 변화 양상에 따르면 폭원으로부터 100 m 이내 지점에서는 과압의 감소가 급격하고, 대체적으로 TNT등가법과 BST법으로 구한 과압의 크기가 유사한 것으로 나타났다. 실제 증기운 폭발 사례에서 관찰된 과압과 TNT등가법, 다중에너지법, BST법을 적용하여 구한 과압을 비교한 결과 BST법이 가장 잘 맞는 것으로 나타났다. 각 폭발 예측 모델로 구한 거리에 따른 과압을 구조물 손상 기준과 비교한 결과 폭원으로부터 90 m 이내에 위치하는 구조물은 반파 이상의 피해를 볼 것으로 평가되었고, 600 m 이격된 구조물도 유리창이 파손되는 피해가 있을 것으로 예측되었다.

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.58-65
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• 2022

Gas explosion accidents could cause a catastrophe. we need specialized and systematic accident investigation techniques to shed light on the cause and prevent similar accidents. In this study, we had performed LPG explosion simulation using AUTODYN which is the commercial explosion program and predicted the damage characteristics of the structures by LNG explosive power. In the first step, we could get LPG's physical and chemical explosion properties by calculation using TNT equivalency method. And then, by applying TNT equivalency value about the explosion limit concentration of LPG on the 2D-AUTODYN simulation, we could get the explosion pressure wave profiles (explosion pressure, explosion velocity, etc.). In the last step, we performed LPG explosion simulation by applying to the explosion pressure wave profiles as the input data on the 3D-AUTODYN simulation. As a result, we had performed analyzing of the explosion characteristics of LPG in accordance with concentration through the 3D-AUTODYN simulation in terms of the explosion pressure behavior and structure destruction and damage behavior. The analyses showed that the generated stresses of the structures were lower than the compressive strengths in cases 1(two lane) and 2(four lane), while the generated stress in case 3(six lane) was 8.68e3 kPa, which exceeded the compressive strength of 5.89e3 kPa.