• 화약ㆍ발파
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• 제23권3호
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• pp.43-56
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• 2005

폭속은 화약에서 폭굉의 전파속도이다. 화약의 폭굉 속도는 발파 환경이나 시험 조건 하에서 제품의 성능과 관련된 주요한 변수로 사용되고 있다. 또한 발파현장이나 시험장에서 가장 용이하게 측정할 수 있는 화약의 특성치이며 또한 정확한 수치로 측정 할 수 있어 품질 평가 도구로 사용되고 있다. 이 논문에서는 발파에 있어서 폭속과의 관련성을 논의 및 분석한다. 발파 기술자에게 유용하게 사용 될 수 있도록 폭속과 발파 공정 관의 관련성을 정밀히 검토해보았다. 그러나 폭속과 폭약의 품질, 효율성과는 직접 관련이 없는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.367-370
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• 2006

This paper deals with the modeling and simulation of the internal flowfield in a valveless airbreathing pulse detonation engine (PDE) currently under experimental development at the U.S. Naval Postgraduate School. The system involves no valves in the airflow path, and the isolation between the inlet and combustor is achieved through the gasdynamics in an isolator. The analysis accommodates the full conservation equations in axisymmetric coordinates, and takes into account variable properties for ethylene/oxygen/air system. Chemical reaction schemes with a single progress variable are implemented to minimize the computational burden. Detailed flow evolution during a full cycle is explored and propulsive performance is calculated. Effect of initiator mass injection rate is examined and results indicate that the mass injection rate should be carefully selected to avoid the formation of recirculation zones in the initial cold flowfield. Flow evolution results demonstrate a successful detonation transmission from the initiator to the combustor. However, strong pressure disturbance may propagate upstream to the inlet nozzle, suggesting the current configuration could be further refined to provide more efficient isolation between the inlet and combustor.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권11호
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• pp.1094-1103
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• 2008

수소나 탄화수소 계열 연료의 비정상 연소에 의해 발생된 데토네이션 파와 같은 이동 하중이 특정한 속도로 파이프 내부에서 전파하는 경우를 고려한다. 파이프 내부를 통과하는 데토네이션 파의 속도는 굽힘파의 활성화 정도와 큰 변형을 일으키는 공진이 발생할 가능성을 결정한다. 본 연구에서는 데토네이션 파가 파이프 내부를 통과할 때의 변위의 이론적해와 공진현상이 일어날 조건을 설명하였다. 또한 이론적 결과를 다중물질간의 간섭을 고려한 DNS를 통하여 이론의 정당성을 증명하였다. 이 정당성을 기반으로 하여 보다 더 실제적인 상황에서 일어날 수 있는 경우에 대하여 고려하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 일반적인 원자력, 화학, 설비 산업에서 발생할 수 있는 수소나 탄화수소 관련 폭발에 의한 사고들을 예방할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.67-75
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• 2010

Hydrogen safety is one of important issues for future public usage of hydrogen. When hydrogen is released in a compartment, the occurrence of detonation must be prohibited. In order to evaluate the possibility of DDT (Deflagration to Detonation Transition) in the compartment with the hydrogen release, sigma-lambda criteria which were developed from experimental data are commonly used. But they give a little conservative results because they do not consider the detailed geometrical effect of the compartment. This is the main reason of the need to mechanistic combustion model for evaluation of hydrogen flame propagation and acceleration. In this study, sigma-lambda criteria and combustion model were systematically applied to evaluate a possibility of DDT in a IRWST compartment of APR1400 nuclear power plant during a hypothetical accident. A combustion model in an open source CFD code OpenFOAM has been applied for analyses of hydrogen flame propagation. The model was validated by evaluating the flame acceleration tests conducted in FLAME facility. And it was applied to evaluate the characteristics of a hydrogen flame propagation in the IRWST compartment of APR1400.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.221-224
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• 2003

T-분기관을 전파하는 데토네이션 파에 대한 수치적 연구가 수행되었다. T-분기관은 데토네이션 파를 이용하여 여러 개의 연소기를 점화시키는 연소파 점화기라는 새로운 로켓 점화체계의 핵심 부분이다. Euler 방정식과 Induction parameter 방정식이 지배방정식으로 이용되었으며 반응 항은 상세 반응 기구로 얻어진 화학 반응 데이터베이스로부터 모델 되었다. 연계된 방정식의 풀이에는 2차 정확도의 내재적 시간적분과 3차 정확도의 TVD 알고리즘이 이용되었다. 2백만 개를 초과하는 격자를 이용하여 붕괴와 재 점화를 포함하는 데토네이션파의 거동을 포착할 수 있었으며, 연소파 점화기 화염관의 설계 요소를 얻었다.

• 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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.369-374
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• 2010

본 연구에서는 가스 연료와 공기 혼합물 내 압력파에 의해 유도되는 화염 가속과 연소폭발천이 현상을 수치적 계산을 통하여 살펴본다. 실험에 기반을 둔 초기 조건 하에서 점성력, 열전단, 몰질량 확산, 그리고 화학 반응을 고려한 reactive compressible Navier-Stokes 방정식을 사용하여 계산을 수행하였다. 반복되는 압력파와 화염의 상호 작용에 의해 발생되는 화염의 Richtmyer-Meshkov (RM) 불안정성에 의해 증가된 화염면을 통하여 생기는 hot spot들에 의한 폭굉의 발생을 모델링하였다. 또한 압력파의 강도 변화에 따른 연소폭발천이 현상의 변화를 살펴보았다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.29-37
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• 2015

본 연구는 케로신 연료를 사용하는 액체로켓엔진에서 발생할 수 있는 연소불안정으로 인하여 파괴될 수 있는 연소기의 손상을 수치적으로 모사하는 해석 모델의 기초연구이다. 연소불안정으로부터 야기 될 수 있는 케로신의 데토네이션은 1단계 아레니우스 식의 화학 반응식을 이용하였고, 구조체는 Johnson-Cook 강성모델을 활용하여 데토네이션으로 인한 금속관의 소성 변형을 모델링하였다. 금속관의 소성 변형에 의해 변화하는 유동장과 구조체의 스트레스를 노즐 형상과 관의 두께변화에 따라 해석하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권6호
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• pp.1913-1918
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• 2012

The nitramine explosives with $-NH_2$ and -F groups were optimized to obtain their molecular geometries and electronic structures at DFT-B3LYP/6-31+G(d) level. The theoretical molecular density (${\rho}$), heat of formation (HOF), detonation velocity ($D$) and detonation pressure ($P$), estimated using Kamlet-Jacobs equations, showed that the detonation properties of these compounds were excellent. Based on the frequencies scaled by 0.96 and the principle of statistic thermodynamics, the thermodynamic properties were evaluated, which were respectively related with the temperature. The simulation results reveal that 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocan-2-amine (molecule B1) performs similarly to the famous explosive HMX, and 2-fluoro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazinane (molecule C1) and 2-fluoro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocane (molecule D1) outperform HMX. According to the quantitative standard of energetics and stability as an HEDC (high energy density compound), molecules C1 and D1 essentially satisfy this requirement. These results provide basic information for molecular design of novel high energetic density compounds.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.617-621
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• 2017

본 연구에서는 Al 입자가 함유된 고폭약의 성능 특성을 2 상 모델(two-phase model)을 이용하여 수치 해석을 수행하였다. Al 입자의 점화와 연소시간은 고폭약에 비해 상대적으로 긴 시간이 요구되기 때문에, Al 입자연소에 의한 에너지 발산은 고폭약의 데토네이션 후방에서 이루어진다. Al 입자를 함유하는 고폭약은 Al 함유량이 증가함에 따라 데토네이션 속도의 감소와 고폭약 데토네이션 후방에서 Al 입자 연소가 일어나며 이중 데토네이션이 관찰되는 특징이 있다. 본 연구에서는 Al 입자가 함유된 HMX의 데토네이션 특성을 재현하기 위해 최대 Al 함유량 50%를 갖는 confined rate stick이 고려되었으며, 수치해석 결과는 5-25% 함유량에 대한 실험결과와 비교되었다.