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다양한 형상의 우주 물체와 충돌 각도를 고려한 우주 구조물의 초고속 충돌 시뮬레이션 연구
Hypervelocity Impact Simulations Considering Space Objects With Various Shapes and Impact Angles 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.50 no.12, 2022년, pp.829 - 838  

신현철 (Department of Aerospace Engineering, Chungnam National University) ,  박재상 (Department of Aerospace Engineering, Chungnam National University)

초록
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본 연구에서는 다양한 형상의 우주 물체와 우주 구조물 사이의 충돌 각도를 고려한 초고속 충돌(Hypervelocity impact) 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 비선형 구조 동역학 전산 해석 프로그램인 LS-DYNA의 완화 입자 유동법(Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH)을 사용하여 초고속 충돌 현상을 묘사하였으며, 금속 재료의 비선형 거동을 구현하기 위하여 Mie-Grüneisen의 상태 방정식과 Johnson-Cook의 재료 모델을 사용하였다. 구, 정육면체, 원기둥 및 원뿔 형상의 다양한 형상의 우주 물체를 이용하였으며, 우주 구조물은 알루미늄 평판(200 mm×200 mm×2 mm)으로 모델링되었다. 우주 물체가 우주 구조물 대비 4.119 km/s의 상대 속도로 충돌하는 시뮬레이션을 수행하여 동일 질량을 갖는 다양한 형상의 우주 물체와 우주 구조물 사이의 0°, 30° 및 45°의 충돌 각도를 고려하였을 시 초고속 충돌에 의하여 발생되는 파편운(debris cloud) 형상을 분석하였다. 동일한 운동 에너지를 갖는 우주 물체는 형상의 차이로 인해 모두 다른 파편운이 형성되었다. 더불어 충돌 각도의 증가에 따라 파편운의 크기가 줄어드는 경향을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study conducts Hypervelocity Impact(HVI) simulations considering space objects with various shapes and different impact angles. A commercial nonlinear structural dynamics analysis code, LS-DYNA, is used for the present simulation study. The Smoothed Particle Hydrodynamic(SPH) method is applied ...

주제어

#우주 물체   #파편운   #초고속 충돌   #완화 입자 유동법  

참고문헌 (23)

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  22. Legaud, T., Le Garrec, M., Van Dorsselaer, N. and Lapoujadet, V., "Improvement of Satellites Shielding Under High Velocity Impact Using Advanced SPH Method," Proceedings of The 12th European LS-DYNA Users Conference, 2019. 

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