• 한국군사과학기술학회지
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• 제21권3호
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• pp.342-348
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• 2018

The important issue of equipment installed in maritime weapon system is shock survivability against underwater explosion(UNDEX). If the shock survivability of equipment should not be guaranteed, the successful mission also could not be achieved. For that reason, the shock-resistance of each equipment under UNDEX environment should be demonstrated before deployment at combat field. However, the actual UNDEX test on the ocean is too expensive to conduct. Also, it has diverse dangerous factors. The main characteristic of UNDEX is a dual-pulse shock. The vertical shock test machine able to simulate dual pulse shock signal on the ground will be introduced in this paper. The dual-pulse shock signal presented in certain shock standard was achieved with this shock-test machine on the ground. The analytical procedure to set a test condition was verified by comparing simulation result with experiment result.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권3호
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• pp.395-406
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• 2021

Near-field underwater explosion (UNDEX) phenomena were investigated by experiments and numerical simulations. The UNDEX experiments were performed in a water tank using a ship-like model. One kilogram of TNT, one of the most widely used military high explosives, was used for the experiments. Numerical simulations were performed under the same conditions as in the experiments using the commercial software LS-DYNA. Underwater pressures, accelerations, velocities, and strains by shock waves were measured at multiple locations. Further, the bubble pulsation period and the whipping deformations of the ship-like model were explored. The experimental results are presented and examined through comparison with the results obtained from widely used empirical equations and numerical simulations.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권1호
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• pp.70-78
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• 2021

Naval surface ships and submarines could be exposed to non-contact underwater explosion(UNDEX) environment. Equipment installed on the ships and submarines could be damaged by shock load generated by UNDEX environment. Therefore, shock survivability of equipment generally evaluated by shock tests. Ground based shock test machine such as Light weight shock test machine(LVSM) is developed to simulate shock load caused by UNDEX environment. In this study, linear dynamic model of LVSM is proposed and evaluated to improve shock test design procedure. Parameters of the model are decided by optimizing time domain response compared to zero payload experiment. Proposed model is verified by comparing simulation results and test results of maximum payload experiment. Finally, shock test design using the model is described for various test equipment weight.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.522-529
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• 2017

Air gun shock system is used as an alternative energy source as part of the attempt to overcome the restrictions of economical expense and environmental damage, etc., due to the use of explosives for the UNDerwater EXplosion (UNDEX) shock test. The objectivity of this study is to develop the simulation technique of air gun shock test for the design of model-scale one for the near field non-explosive UNDEX test through its verification with full-scale SERCEL shock test result. Underwater blasting response analysis of full-scale air gun shock test was carried out using highly advanced M&S (Modeling & Simulation) system of FSI (Fluid-Structure Interaction) analysis technique of LS-DYNA code, and was verified by comparing its shock characteristics and behaviors with the results of air gun shock test.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.9-16
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• 2014

최근 수중폭발로 인한 구조물의 충격응답에 대한 연구는 매우 높은 비용과 소요시간, 민감한 환경문제 등으로 인하여 실제 시험보다는 컴퓨터를 통한 수치해석적 연구가 활발히 진행되어 왔다. 또한 시뮬레이션의 기술 향상과 더욱 정교해진 기능들로 수치 시뮬레이션의 효율성이 증가되었을 뿐 아니라 그 신뢰성까지 증가하였다. 본 연구에서는 유체 표면의 Acoustic Pressure와 구조물 표면 변위의 적절한 관계를 다루는 구조-유체 상호작용(FSI : Fluid-Structure Interaction), 수중폭파 형태를 결정하는 유체의 깊이와 폭발물과 구조물 사이의 거리에 대한 파라미터를 상용 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용한 시뮬레이션 값과 실험적 이론 값 비교에 중점을 두었다. 수중폭발로 인한 파이프의 충격테스트 응답 분석은 ABAQUS/Explicit을 사용하여 수행되었고, 시간이력에 따른 충격하중, Acoustic Pressure, 타격지점의 응력, 속도, 변형에너지 등 ABAQUS CAE에서 결과를 나타내었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권3호
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• pp.13-24
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• 2019

본 논문은 명시적 유한요소 해석을 이용하여 군함이나 수상함 아래의 수중에서 어뢰가 폭발할 때의 파편들의 거동을 조사하기 위하여 작성되었다. 본 연구에서는 LS-DYNA에서 라그랑주-오일러 (ALE) 접근법이라 불리는 유체-구조물 상호작용(FSI) 기법을 적용하여 어뢰파편과 선체의 응답을 관찰하였다. 오일러 모델은 공기, 물, 폭약으로 구성되며, 라그랑주 모델은 파편과 선체로 이루어져 있다. 본 모델링의 핵심은 최악파편이 어뢰로부터 가까운 곳(4.5 m)에 위치한 선체에 파공을 일으킬 수 있는지 여부를 파악하는 데 있다. 시뮬레이션은 별도의 두 단계로 수행되었다. 첫 번째의 예비해석에서는 팽창하는 어뢰의 외피가 찢어지는 데 폭약에너지의 30%가 소모된다는 가정 하에 수중폭발 시의 파편속도에 대해 잘 알려져 있는 실험결과를 토대로 최악파편의 초기속도를 결정하였다. 두 번째의 총괄해석에서는 최악파편이 선체에 부딪치기 직전에 보일 것으로 예상되는 파편의 종단속도를 찾고자 하였다. 그 결과, 주어진 조건 하에서 최악파편의 초기속도는 매우 빠른 것으로 나타났다(400 및 1000 m/s). 하지만 충돌이 발생할 때의 파편과 선체 간의 속도차이는 불과 4 m/s 정도로 매우 작았다. 이 결과는 물에 의한 큰 항력의 영향도 있지만 선체에 부여한 비파괴 조건도 영향을 끼쳤을 것으로 보인다. 하지만 적어도 본 논문에서 가정한 해석조건 하에서는 최악파편의 느린 상대속도로 인하여 선체에 파공이 발생하기는 어려운 것으로 나타났다.