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공기 중 폭발에 의한 함정의 손상반경 간이 계산식 개발
Development of a Simplified Formula for the Damage Radius of a Naval Ship due to an AIR EXplosion (AIREX) 원문보기

大韓造船學會 論文集 = Journal of the society of naval architects of korea, v.57 no.4, 2020년, pp.207 - 212  

최완수 (충남대학교 선박해양공학과) ,  유원선 (충남대학교 선박해양공학과) ,  이현엽 (충남대학교 선박해양공학과) ,  신윤호 (충북대학교 안전공학과) ,  정정훈 (한국기계연구원 시스템다이나믹스연구실) ,  김의영 (한국기계연구원 시스템다이나믹스연구실)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

To decide a separation distance of the redundant vital equipment in a naval ship, the damage radius due to an aerial explosion should be estimated. In this research, a simplified formula for the damage radius has been developed by using existing empirical formulae for reflected shock pressure and sh...

주제어

#이중화 및 이격   #손상반경   #입사압력   #반사압력   #충격 임계치   #간이식   #공기 중 폭발   #충격파  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 위협 무기의 등가 TNT(Trinitrotoluene) 중량과 대상 장비에 대해 설계 초기 단계에 확보 가능한 소수의 자료를 이용하여 이중화 대상 주요 장비에 대한 최소 이격거리를 계산하기 위한 간이식을 개발하고자 한다.
  • MOTISS 해석에서는 사용자가 폭발 유형(자유-공기 폭발, 표면 폭발)을 결정하게 되어 있다. 본 연구에서는 폭발 유형에 따른 해석 결과의 차이도 검토하기 위하여 두 가지 모두에 대한MOTISS 해석을 수행하였다. 방향별 손상반경을 Table 3에 정리하였으며, Table 5에는 평균값만 정리하였다.
  • 본 연구에서는 폭약의 등가 TNT 중량에 따른 손상반경을 위협 무기의 폭발에 의한 충격압력과 대상 장비의 질량과 면적 및 충격 임계치를 이용하여 계산하는 압력기반 간이 계산식을 개발하였다. 본 간이식에 의한 계산 결과가 기존에 개발된 간이식들에 의한 계산 결과보다 MOTISS 해석결과와 잘 일치함을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
MOTISS (Alion Science and Technology, 2017 cited in Brett et al., 2017)란 무엇인가 함정의 생존성을 향상하는 방법은 주로 피격성과 취약성을 낮추고 회복성을 높이는 향상 방안을 적용하는 것이며, 비용 및 적용 가능성을 고려한 최적화가 함 설계 전 과정에 걸쳐서 수행된다. 대한민국 해군은 2000년대 초반 이지스급 구축함인 세종대왕함부터 본격적으로 함정 설계 및 건조에 생존성 향상 설계 개념이 도입되었으며, 2009년 통영함부터 한국기계연구원에서는 미 해군이 검증, 확인 및 인정(verification, validation and accreditation) 한 생존성 해석 코드인 MOTISS (Alion Science and Technology, 2017 cited in Brett et al., 2017)를 도입, 활용하여 조선소의 생존성 향상 설계를 지원하고 있다.
대한민국 해군은 함정의 생존성 향상을 위해 어떠한 노력을 하였는가 함정의 생존성을 향상하는 방법은 주로 피격성과 취약성을 낮추고 회복성을 높이는 향상 방안을 적용하는 것이며, 비용 및 적용 가능성을 고려한 최적화가 함 설계 전 과정에 걸쳐서 수행된다. 대한민국 해군은 2000년대 초반 이지스급 구축함인 세종대왕함부터 본격적으로 함정 설계 및 건조에 생존성 향상 설계 개념이 도입되었으며, 2009년 통영함부터 한국기계연구원에서는 미 해군이 검증, 확인 및 인정(verification, validation and accreditation) 한 생존성 해석 코드인 MOTISS (Alion Science and Technology, 2017 cited in Brett et al., 2017)를 도입, 활용하여 조선소의 생존성 향상 설계를 지원하고 있다.
함정 취약성 해석의 방법은 무엇이 있는가 함정 취약성 해석은 위협 무기의 폭발 효과를 고려한 상세해석에 의한 방법과 폭약 중량에 따른 손상범위에 대한 경험적 또는 실험적 자료를 활용하는 간이해석 방법이 있다. Kwon et al.
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참고문헌 (17)

  1. Alion Science and Technology, 2008. MOTISS Beta Version 2.1 User Manual, Alion Science and Technology Corporation, 4300 King Street, Suite 101, Alexandria, VA 22302. USA. 

  2. Alion Science and Technology, 2014. Survivability lessons learned report. Alion Science and Technology Corporation, 4300 King Street, Suite 101, Alexandria, VA 22302. USA. 

  3. Baker, W. E., 1983. Explosions in Air, Wilfred Baker Engineering, San Antonio. 

  4. Brett, J. et al., 2017. Integrated survivability analysis of naval platforms in high threat environments, Pacific International Maritime Conference, Sydney, Australia, 3-5 October 2017. 

  5. Doering, W. & G. Burkhardt, 1949. Contributions to the theory of detonations, TR No. F-TS-1227-1A, Wright- Patterson AFB, Ohio. 

  6. Gates, P.J., 1987. Surface Warships: An introduction to design principles, London: Brassey's Defence, 1987. Print. 

  7. Hill, B., 1987. Program to calculate free-field explosion parameters version 2.2, DTNSRDC Code 1750.2, 28 August 1987. 

  8. Kim, K.S., 2011. A study on the procedure to assess the vulnerability of warship. Master degree thesis. Incheon: Inha University. 

  9. Kong, Y.K., Lee, H.Y., Chung, J.H. & Choi, W.S., 2011. Study on the vulnerability analysis method of naval vessel at concept design stage. Proceedings of Annual Autumn Meeting Society of Naval Architects of Korea, Mokpo, 4 November 2011, pp.777-782. 

  10. Kwon, J.I., Chung, J.H. & Kim, B.H., 2009. Study on the simplified vulnerability analysis and its application at concept design stage, Joint Conference of the Korean Association of Ocean Science and Technology Societies. May 2009. 

  11. NATO Naval Group 6, 2004. Specialist Team on Small Ship Design, NATO/PfP Working Paper on Small Ship Design. 

  12. Sachs, R.G., 1944. The dependence of blast on ambient pressure and temperature, BRL Report No. 466 Aberdeen Proving Ground, Md. 

  13. Sajdak, J.W., P.F. Morrissequ,G.F. Raisig, S.E. Juckett, and D.P. Eling, 2007. MOTISS Beta Version 2.0 User Theory Manual, Alion Science and Technology Corporation, 4300 King Street, Suite 101, Alexandria, VA 22302. USA. 

  14. Sajdak, J.W., 2012. Early considerations of survivability in the design of naval combatants-concepts of redundancy, separation and enclaving, Naval Ship Technology Seminar, Changwon, Republic of Korea, 15-16 November 2012. 

  15. Shin, Y.H., Kwon, J.I. & Chung, J.H., 2013. Development of a simplified vulnerability analysis program for naval vessel. Journal of the Society of Naval Architects of Korea. 50(6), pp.383-389. 

    원문보기 상세보기 crossref

  16. U.S. Departments of the Army(DOA), the Navy, and Air Force, 1990. Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions, Headquarters, Departments of the Army, the Navy, and the Air Force, Washington, DC. 

  17. U.S. Naval Sea Systems Command (NAVSEA), 2012. Ship Design Manager (SDM) and Systems Integration Manager (SIM) Manual, NAVSEA S9800-AC-MAN-010. 

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